造紙工業(yè)發(fā)展論文(6篇)

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第一篇：造紙工業(yè)表面活性劑的運用

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人類對紙張的需求,造紙化學品在造紙工業(yè)上的應(yīng)用日益廣泛,其使用也越來越受到造紙工作者的重視。表面活性劑是造紙化學品的重要組成部分，由于其結(jié)構(gòu)和組成不同分別具有潤濕、滲透、乳化、分散、破乳、發(fā)泡、消泡等功效。表面活性劑是造紙化學品的重要組成部分，寬泛應(yīng)用于制漿、濕部、施膠、涂布及廢水加工等工序。

1在制漿中的應(yīng)用

造紙用纖維原料主要來自于木漿、非木材纖維漿以及再生纖維漿,木漿和非木材纖維漿又可分為機磨漿和化漿,表面活性劑在化漿中主要用作蒸煮助劑,在再生纖維漿中主要用作廢紙脫墨劑。

1.1蒸煮助劑

在蒸煮液中加入表面活性劑,可以促進蒸煮液在纖維原料中的滲透,縮短藥液滲入到植物纖維原料內(nèi)部的時間,從而加速了脫木素和樹脂抽提過程,同時還可以適當減少蒸煮藥液的用量[1]。這類表面活性劑具有較好的潤濕性能,其親水疏水平衡值（hydrophile-lipophilebalancenumber,HLB）一般為7～9，如快速滲透劑T(磺基琥珀酸雙異辛脂單鈉鹽)、滲透劑JFC等。表面活性劑應(yīng)用為蒸煮助劑還可以增進蒸煮液對木材或非木材中木素和樹脂的脫除，并達到分散樹脂的作用。這類表面活性劑應(yīng)有一定的耐堿性和耐高溫性。德國化學家L.hal提出的高分子表面活性劑———堿法制漿(國內(nèi)稱該表面活性劑為“綠氧”)有可能成為新一代的蒸煮助劑的代表[2]。

1.2廢紙脫墨劑

隨著環(huán)保壓力的日益增加，為了緩解紙漿原料不足，減少環(huán)境污染，節(jié)省能源，降低成本，減少森林砍伐，廢紙的回收利用越來越引起人們的重視。廢紙脫墨的原理是借助表面活性劑使纖維與油墨濕潤、滲透、膨脹、乳化分散、發(fā)泡和絮凝等作用，將油墨中的植物油、松香及礦物油等除去。廢紙脫墨的工藝方法主要有：①洗滌法：突出分散功能,使油墨易于分散形成膠體而脫除。②浮選法：適度起泡,再進行油墨捕集等。③洗滌法和浮選法兩者結(jié)合。無論哪種方法都需要使用脫墨劑。脫墨劑通常是由表面活性劑與無機藥品或是多種表面活性劑的復配物組成。作為廢紙脫墨劑的主要表面活性劑有：①陰離子型（脂肪酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸酯鹽、磺基琥珀酸酯）；②陽離子型（胺鹽、季銨鹽）；③兩性型（甜菜堿、咪唑啉、氨基酸鹽）；④非離子型（烷氧基化物、多元醇酯、脂肪酸烷酯、烷醇酰胺、烷基糖苷）。選用何種表面活性劑視印刷品情況及脫墨工藝而定，因此嚴格地說廢紙脫墨劑主要是一種表面活性劑系列的復合配方。

2在造紙濕部中的應(yīng)用

表面活性劑在造紙濕部主要是作為施膠乳化劑、樹脂障礙控制劑、消泡劑、柔軟劑及抗靜電劑等的應(yīng)用。

2.1施膠乳化劑

施膠劑主要為松香分散劑與合成施膠劑兩類，因其都含有活性基團，可以與纖維上的羥基起反應(yīng)而保留在纖維上，故也稱為反應(yīng)性施膠劑。我國造紙施膠劑近年來發(fā)展了分散松香膠,其中包括陰離子分散松香膠、陽離子分散松香膠等。我國目前用得最多的是陰離子分散松香膠，常用的乳化劑為聚氧乙烯型，如脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、2-羥-3-壬基苯氧基聚氧乙烯丙烯磺酸鈉等。有的采用陽離子聚丙烯酰胺、聚酰胺聚胺表氯醇、陽離子淀粉等作為陽離子乳化劑制備出陽離子分散松香膠。合成類施膠劑，主要有烷基稀酮二聚體(即AKD)和稀基琥珀酸酐(即ASA)。

2.2樹脂障礙控制劑

據(jù)報道，全球造紙樹脂及沉積物障礙控制劑的銷售額達3.1億美元[3]。常用的樹脂障礙控制劑有無機填料(如滑石粉等)、殺菌劑、表面活性劑、螯合劑、陽離子聚合物、脂肪酶及膜分離劑等,而最常用的是表面活性劑。陰離子表面活性劑是目前應(yīng)用最為廣泛的表面活性劑，它有高級醇硫酸鹽、烷基苯磺酸及高級醇、磷酸酯等。陽離子表面活性劑主要為烷基銨鹽或季銨鹽。非離子表面活性劑主要有聚乙二醇型與多元醇等。另外，還有兩性表面活性劑及各種多元復合物。

2.3消泡劑

在抄紙過程中，因為漿中含有少量的木質(zhì)素、脂肪酸等天然和人工添加的起泡性表面活性劑，同時含有合成高分子及淀粉等穩(wěn)泡劑，所以會出現(xiàn)泡沫，引起斷紙或紙上有孔斑等問題，抄紙用消泡劑的主要活性組分是高碳醇類、聚醚類、脂肪酸酯、有機硅高分子等，一般配成油包水型乳液。

2.4柔軟劑

近幾年隨著人們對衛(wèi)生紙、餐巾紙及生活用紙質(zhì)量要求的提高，紙張柔軟劑的用量越來越大，新品種不斷出現(xiàn)。紙張的強度和剛性依賴于纖維之間的氫鍵結(jié)合。適當?shù)叵拗苹驕p少這種分子間的氫鍵就可以使紙張變得柔軟。表面活性劑能在纖維表面形成疏水基向外的反向吸附，降低纖維物質(zhì)的動靜摩擦系數(shù)，從而獲得平滑柔軟的手感。在柔軟劑中有機硅表面活性和有機硅高分子的效果最佳,但原料價格較高，往往要和其他柔軟性組分配合使用以降低成本。國外產(chǎn)品有英國ICI公司的relan商品屬于脂肪酰胺類陽離子性表面活性劑，美國杜邦化學公司的zelan商品也屬于陽離子性表面活性劑。國內(nèi)目前主要品種有烷基咪唑啉季胺鹽、有機硅、聚氧化乙烯等，其中除聚氧化乙烯外其余基本都是用紡織品柔軟劑作為代用品使用。

2.5抗靜電劑

在特殊加工紙生產(chǎn)中有時會遇到抗靜電問題，用表面活性劑處理液可產(chǎn)生親水性外表面，即作為抗靜電劑的表面活性劑在材料表面形成正向吸附，疏水基的材料表面，親水基伸向空間，纖維的離子導電性和吸濕導電性增加，產(chǎn)生放電現(xiàn)象，使表面電阻下降，從而防止靜電積累。作為抗靜電劑使用的表面活性劑有較大的疏水基和較強的親水基，分為陽離子型（包括季銨鹽及脂肪胺的氧化物或衍生物）、陰離子型（包括磺化脂肪酸、脂肪醇、磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷酸鹽）、兩性型（包括甜菜堿型、氨基酸型和咪唑啉型）和非離子型（包括聚乙二醇烷基胺、烷醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚）。

3在表面施膠與涂布中的應(yīng)用

3.1在表面施膠中的應(yīng)用

表面施膠劑具有能增強紙張表面強度、改善適印性和表面抗水性等功能，近年來發(fā)展很快，特別是高分子表面活性劑的作用[4]。表面施膠劑品種很多，諸如天然改性高分子表面活性劑如改性淀粉、氧化淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、殼聚糖、羧甲基纖維素和陽離子瓜爾膠等；合成高分子表面施膠劑如聚乙烯醇PVA、聚苯乙烯—馬來酸鹽及其半酯的共聚物SMA、聚丙烯酰胺PAM、聚氨酯、聚苯乙烯—丙烯酸及其酯類共聚物等都有廣泛的應(yīng)用。

3.2在涂布中的應(yīng)用

涂布用涂料組成主要包括膠黏劑、顏料和其他助劑。涂料本身是一種復雜的復配物，且視具體的紙種要求、配方構(gòu)成有所不同，表面活性劑在紙張涂料的調(diào)制中起著重要作用。分散劑:涂料中重要的助劑，其中大多數(shù)是表面活性劑。這些表面活性劑吸附于顏料粒子表面，起到保護性膠體的作用，并且賦予顏料離子電荷，使顏料粒子間產(chǎn)生斥力，在粒子周圍形成高粘度狀態(tài)，防止多個粒子凝聚。六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、四聚磷酸鈉等是低固含量涂料經(jīng)常使用的分散劑。對于高固含量的涂料，通常采用高分子有機分散劑，如聚丙烯酸鈉溶液、聚甲基丙烯酸鈉及其衍生物，二異丁烯與馬來酸酐共聚物的二鈉鹽溶液，以及烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚等，一般應(yīng)選用HLB值較高的活性劑，其用量通常在0.1%～0.3%(對顏料用量)[2]。潤滑劑:目前使用最廣泛的潤滑劑是硬脂酸鈉類。水溶性潤滑劑作用也很明顯,石蠟族烴類、脂肪酸胺也可作為潤滑劑。防腐劑:季胺鹽類陽離子表面活性劑、含氟環(huán)狀化合物、有機溴及有機硫化合物、N-(2-苯丙咪唑基)-氨基甲酸酯(多菌靈)等都廣泛應(yīng)用于紙張涂料中。合成膠乳：合成膠乳是重要的涂布膠黏劑,在合成膠乳制備過程中,表面活性劑作為乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑等起著重要作用。

4在污水處理中的應(yīng)用

制漿造紙產(chǎn)生的污水量很大，是造紙工業(yè)環(huán)境保護的重要課題。污水處理方法很多，近年來使用表面活性劑作為絮凝劑取得了明顯的效果。常用的絮凝劑有月桂酸鈉、硬脂酸鈉等陰離子表面活性劑和十二烷基胺基乙酸、十八烷基三甲基氯化銨等陽離子表面活性劑,各種離子的PAM、變性淀粉及其復配產(chǎn)品也有著引人注目的效果。陽離子表面活性劑在廢水處理時,還可起到顯著的殺菌作用。

作者：韓敏 單位：西安文理學院化學與化學工程學院

第二篇：造紙工業(yè)變性淀粉的使用

淀粉是一種來源豐富的天然碳水化合物，它是所有生命體最重要的能源。淀粉由于其分子結(jié)構(gòu)與造紙纖維原料中纖維素分子的結(jié)構(gòu)極具相似性而被廣泛應(yīng)用于造紙工業(yè)，在造紙工業(yè)中占有重要的地位。淀粉在造紙工業(yè)中的應(yīng)用可以追溯到兩千年前造紙技術(shù)發(fā)明的初期。當時，其主要作用是提高書寫紙的強度和平滑度。在含有礦物填料的紙張中，淀粉是除水、纖維和填料之外的用量最大的原料。天然淀粉屬水溶性高分子物質(zhì)，盡管已具有一定的黏結(jié)性、成膜性等特性而被用于工業(yè)上，但這種特性十分有限，尤其不能適應(yīng)現(xiàn)代造紙工業(yè)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的要求。原淀粉水溶液在放置過程中，由于分子間有強烈氫鍵結(jié)合作用易產(chǎn)生凝膠。由于改性淀粉的流動性、黏度、透明度、反應(yīng)活性、離子性、相對分子的改善，所以比原淀粉具有更廣泛、高效的用途。淀粉改性的方法主要有三種。物理變性：如預(yù)糊化淀粉、電子輻射處理淀粉、熱降解淀粉等。生物變性：酶轉(zhuǎn)化淀粉等?；瘜W變性：如酸變性淀粉、氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交聯(lián)淀粉、接枝共聚淀粉等。以化學方法應(yīng)用最為廣泛。

1變性淀粉在造紙工業(yè)中的作用與應(yīng)用機理

1．1濕部添加劑

用于濕部添加，起到增強、助濾、助留等作用。變性淀粉的加入能提高細小纖維、填料的留著，提高成紙的灰分、白度和不透明度，同時還可以節(jié)約能耗，減少濕部斷頭，減輕紙廠三廢污染等。造紙濕部化學體系是一個極其復雜的體系，人們經(jīng)過多年的探索實踐找到了一條規(guī)律，即：紙機的抄造性能及紙的質(zhì)量與濕部的電位密切相關(guān)。通過控制造紙濕部的Zeta電位，可以大致控制濕部化學組分的平衡，從而可以提高紙機抄造性能和紙張的質(zhì)量。紙漿纖維帶負電荷，大多數(shù)填料也帶負電荷。根據(jù)電位理論，在固液界面處形成一雙電層，一層是鄰近固體表面的薄離子層稱為固定層，又稱為斯特恩（Stern）層，能牢固地吸附上纖維表面；另一層為擴散層，與固定層不同，不能緊隨固體粒子運動。事實證明，紙漿的Zeta電位受化學品Zeta電位的影響，添加陽離子助劑，會降低紙漿的Zeta負電位，會產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象，將細小纖維和填料包裹在微絮凝團內(nèi)，提高細小纖維與填料的留著率，同時微絮凝團使?jié)癫吭诔尚螘r空隙增大，可以使紙漿打漿度下降，濾水性能改善，脫水加快，節(jié)約能耗。因此依據(jù)以上機理，用作濕部添加的變性淀粉應(yīng)能改善紙漿的電位性能，提高紙張的物理強度、細小纖維和填料的留著率及濾水性能，改善紙漿的施膠效果。

1．2用于層間噴涂

層間結(jié)合強度與紙頁相互結(jié)合時的表面特性、纖維結(jié)構(gòu)、配比、打漿度、紙頁水分等有關(guān)。紙板由于工藝獨特而給紙頁造成兩面性。改善紙板間結(jié)合強度最廣泛的是使用變性淀粉顆粒來噴涂。層間噴涂主要是利用噴霧設(shè)備將變性淀粉均勻地噴灑在多層紙板的層間復合處，經(jīng)過烘缸獲得熱量而膠化，起黏結(jié)增強作用，提高層間結(jié)合強度、挺度、環(huán)壓強度及表面強度等。一般采用低壓———無空氣噴霧法，通過壓力控制達到均勻噴霧的目的。淀粉的噴霧點隨紙機的條件及應(yīng)用目的不同而不同，一般將淀粉噴霧到兩層紙間的復合處。淀粉噴霧量根據(jù)實際需要來確定，一般為1g／m2左右。適用于層間噴霧的變性淀粉必須具備以下條件：與纖維有良好的黏結(jié)性能；有較高的首程留著率，尤其在損紙回用時不會對增強、助留及助濾產(chǎn)生負效應(yīng)；有較低的膠化溫度，使其隨紙頁經(jīng)過烘缸時能及時、迅速糊化并起作用；有較低的黏度和較高的黏接強度；粒度小，經(jīng)噴霧系統(tǒng)能產(chǎn)生良好的霧狀，均勻分布于紙頁上，顆粒不堵塞噴嘴。

1．3用于紙張的表面施膠

能改善施膠結(jié)果，節(jié)約施膠劑用量，尤其可以作為中性抄紙的配套助劑，使紙張表面纖維能結(jié)合得更好而不會掉下來，使紙張在書寫時流暢，在印刷時提高印刷性能。表面施膠是使用表面施膠設(shè)備采用施膠壓榨方式，將表面施膠劑壓于紙張表面，使纖維與紙體黏接，在紙面附著一層近乎連續(xù)的薄膜，提高紙頁的抗水性、表面強度、耐破度、耐折度、抗張力、平壓強度、抗分層強度、平滑度、環(huán)壓強度、改進印刷適性、減少透氣度等紙張物理強度指標，有些還能賦予紙張抗堿抗酸等特性。表面施膠可采用不同的施膠壓榨形式，主要形式有豎式、臥式及斜式等，是指紙幅在剛要進入壓輥間壓區(qū)之前先通過一膠料槽，借此施膠劑被施膠到紙的表面，然后紙幅通過壓輥，使膠料壓入紙內(nèi)，并從紙面除去過量的膠料的一種表面施膠方法。造紙工業(yè)對表面施膠用淀粉的主要要求是黏度、黏結(jié)強度、離子性、膠液穩(wěn)定性和成膜性等指標。一般應(yīng)具備下列條件：黏度可調(diào)范圍廣，易于吸附在纖維上，冷凍時不會凝膠（即要求糊液穩(wěn)定性好）且成膜性能好。

1．4用于涂布加工紙

用于涂布印刷紙中用膠黏劑，代替價格昂貴的合成樹脂、干酪素，能明顯降低涂布加工紙的生產(chǎn)成本?？商岣呒垙埖挠∷⑿阅?，使印刷時不易斷頭、掉毛、掉粉和糊版，并起著控制紙張油墨吸收性、平滑性、光澤度、白度等性能，提高紙張的印刷效果。涂布黏合是用涂布設(shè)備（涂布機）將造紙化學品（變性淀粉和顏料）作用在紙的表面，以獲得功能、質(zhì)量、性能、用途各異的紙品。變性淀粉在涂布操作中主要用作膠黏劑。應(yīng)具有下列優(yōu)點：具有良好的保水性，能防止涂料在制作時出現(xiàn)脫水現(xiàn)象；具有良好的黏結(jié)性能，能使顏料顆粒相互黏結(jié)并附在紙張上；能提高刮刀涂布時的流變性；有較寬的黏度范圍，可滿足大多數(shù)涂料的黏度要求；與許多合成膠乳具有良好的相容性，且能改善合成膠乳的性能等。

2造紙工業(yè)中常用變性淀粉的種類

2．1陽離子淀粉

陽離子淀粉的種類很多，通常有叔胺基烷基醚淀粉、胺類淀粉，包括季胺，仲或伯胺烷基醚、雜類，如亞胺等淀粉醚。目前新的陽離子淀粉醚仍在繼續(xù)發(fā)展，但叔胺烷基醚淀粉及季胺烷基醚淀粉仍是主要的陽離子淀粉。季胺烷基醚淀粉無論在酸性還是在堿性條件下均成陽離子性，十分適用中、堿性條件下抄紙。在中性抄紙迅速發(fā)展的今天，季胺型陽離子淀粉已成為最重要的造紙用陽離子淀粉。造紙工業(yè)中所用的陽離子淀粉其取代度一般為0．01～0．07，與原淀粉比較，膠化溫度下降，黏度升高糊液清澈透明性和穩(wěn)定性都有改善。取代度達0．07的產(chǎn)品，冷水幾乎可溶。陽離子淀粉在造紙上主要用作濕部添加劑的助留、助濾和增強劑。經(jīng)特殊加工處理的陽離子淀粉還能用作表面施膠劑和涂布黏合劑。陽離子淀粉由于本身帶有陽電荷，可直接和帶陰電荷的纖維和填料作用，起助留、助濾和增強的效果。能降低造紙成本，減少紙廠三廢污染，且在比較廣泛的pH值范圍均能適用，因此普遍受到紙廠的歡迎，是目前所有變性淀粉系列中使用范圍最廣，使用量最大的一種改性淀粉。陽離子淀粉對應(yīng)用技術(shù)要求較高，易受紙漿中帶陰、陽離子雜電荷的干擾，因此應(yīng)對不同的漿料，不同的紙機條件，不同的應(yīng)用目的，采用不同的應(yīng)用方法。

2．2磷酸酯淀粉

磷酸酯淀粉屬陰離子型淀粉。選用不同的試劑和工藝可以制成磷酸單酯、磷酸雙酯及交聯(lián)磷酸酯淀粉?？刂撇煌牧姿嵩噭┯昧考肮に嚄l件，又可制得不同取代度的產(chǎn)品。若輔以胺類試劑等還可制成特殊性能的雙官能團淀粉。在造紙工業(yè)中所用的磷酸酯淀粉一般為磷酸單酯淀粉，取代度約0．01。經(jīng)磷酸酯化的淀粉在性質(zhì)上與原淀粉相比已有了很大的變化，如黏度、透明性、糊液穩(wěn)定性均明顯提高，陰離子性明顯增強。磷酸單酯淀粉在造紙上主要用作助留、助濾和增強劑。經(jīng)特殊工藝加工處理的還可用作涂布膠黏劑和層間增強劑。就磷酸酯淀粉帶陰電荷而論，它不能與帶陰電荷的造紙纖維、填料直接結(jié)合。因此在作為造紙濕部添加劑時，一般至少要有明礬存在，先使其與明礬中的鋁離子絡(luò)合而呈陽性，再與纖維、填料結(jié)合。提高其自身的留著率，發(fā)揮增強、助留、助濾作用，故磷酸酯淀粉適用于酸性抄紙。

2．3兩性及多元變性淀粉

兩性淀粉是指在同一淀粉分子中既接陽離子基團又接上陰離子基團的變性淀粉。多元淀粉是指在同一淀粉分子中同時接上二個以上反應(yīng)基團的變性淀粉。它們是綜合運用了陰、陽及非離子淀粉的改性技術(shù)，在同一淀粉分子中同時接上了二個或二個以上的反應(yīng)基團。根據(jù)不同的離子基團，電荷配比可以制成比陰、陽離子淀粉效果更明顯的具有多種特殊功能的變性淀粉。兩性及多元變性淀粉除具有相應(yīng)的單變性淀粉的某些性質(zhì)外，一般呈電中性或微陽性。這類淀粉抗雜離子干擾作用強，分子中的陽離子取代基對陰離子取代基起保護作用，反之亦然。故對含雜離子較多的草類纖維、二次纖維及含木素較多的磨木漿等均具有很好的應(yīng)用效果。特殊的多元變性淀粉還能用作表面施膠劑和涂布黏合劑。但與一般的陰、陽離子淀粉相比較，這類淀粉由于制作工藝復雜、時間長、原料成本高，價格也貴得多。

2．4接枝共聚淀粉

淀粉能與丙烯腈、丙烯酞胺、丙烯酸、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等單體進行接枝共聚反應(yīng)，形成接枝共聚淀粉。不同的接枝單體、接枝率、接枝頻率和支鏈平均分子量，可以制得各種具有獨特性能的產(chǎn)品。如：淀粉與丙烯腈、丙烯酸接枝共聚，可制得高吸水性樹脂，吸水能力可達自身重量的數(shù)百倍至數(shù)千倍。廣泛用于衛(wèi)生巾、尿布、病床墊褥和石油鉆井泥漿等方面。淀粉與丙烯酞胺接枝共聚可以制成造紙用增強劑、助留助濾劑，具有用量少，效果好等明顯優(yōu)點。

2．5氧化淀粉

采用不同的氧化工藝、氧化劑和原淀粉可以制成性能各異的氧化淀粉。如采用高碘酸氧化可制得既有干強又有濕強作用的雙醛淀粉；而采用雙氧水、過醋酸、高錳酸鉀、過硫酸及次氯酸鈉等氧化劑則可制得價格比較低的普通型氧化淀粉。淀粉經(jīng)氧化作用引起解聚，結(jié)果產(chǎn)生低黏度分散體并形成羧基和羥基，使其鏈淀粉的沉凝趨向減少而保持低黏度穩(wěn)定性。與原淀粉相比，氧化淀粉色澤白，糊液穩(wěn)定性好、黏度低、凝沉性弱、黏合力強、成膜性好。在造紙上主要用作涂布黏合劑和表面施膠劑，還可以與聚乙烯醇等化工原料復配進行表面施膠，增加成膜性，提高紙張表面的平滑度和強度。但氧化淀粉帶有羥基和羧基，電性呈陰性，且與紙漿中的鋁離子絡(luò)合能力差，故使用氧化淀粉的紙，損紙回用時，在紙漿中留著率低，會使紙漿負電位增加，從而影響填料和細小纖維的留著和增加白水濃度。因此在高檔紙的表面施膠中，氧化淀粉已逐漸為陽離子淀粉及其它本身留著率高的淀粉所代替。

2．6羥烷基淀粉

羥烷基淀粉屬非離子型淀粉，是由淀粉在堿性水溶液中與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)而成。由于環(huán)氧乙烷沸點低（10．7℃），易揮發(fā)，與空氣混合又可能引起爆炸，故目前在造紙上傾向于選用羥丙基淀粉。羥烷基淀粉與原淀粉對比，膠化溫度下降，糊液透明性、流動性、穩(wěn)定性明顯提高，尤其是成膜性好，膜透明、柔韌、平滑、耐折性好。因此在造紙上特別適用于表面施膠和涂布黏合，加上它屬非離子性，可以與許多助劑配伍應(yīng)用。羥烷基淀粉合成成本高，因而價格較貴。

3結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展及對淀粉的深入研究，變性淀粉的種類會不斷增加。淀粉及其衍生物所具有的優(yōu)勢是其它同類造紙化學品無法比擬的。因此，在未來的造紙工業(yè)中它的作用將更加廣泛。

作者：隋艷霞 單位：黑龍江省造紙工業(yè)研究所

第三篇：新常態(tài)下造紙工業(yè)發(fā)展思考

隨著我國國民經(jīng)濟和科學技術(shù)迅猛發(fā)展，人們對紙和紙板的需求量不斷增加。造紙工業(yè)與日常文化生活以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防科技等聯(lián)系密切，對林業(yè)、農(nóng)業(yè)、機械制造、化工、電氣自動化、交通運輸、環(huán)保等多個產(chǎn)業(yè)的拉動作用大。我國經(jīng)濟發(fā)展已進入從高速增長轉(zhuǎn)向中高速增長的新常態(tài)，造紙工業(yè)的發(fā)展速度也不斷趨緩，面臨著資源和環(huán)境等客觀條件的制約，認識造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用尤為重要。

1我國造紙工業(yè)的發(fā)展狀況

1.1造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

造紙工業(yè)是我國基礎(chǔ)原材料工業(yè)，在國民經(jīng)濟中占重要地位，關(guān)系到國計民生的方方面面。國際上，造紙工業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上代表了國家或地區(qū)科技與經(jīng)濟的發(fā)展水平。在許多發(fā)達國家，造紙工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，具有重要地位。我國造紙工業(yè)起步雖晚，但發(fā)展較快，經(jīng)歷了從高速發(fā)展的成長期到中高速發(fā)展的成熟期轉(zhuǎn)變。2004—2012年，我國造紙工業(yè)處于高速發(fā)展的成長期，工業(yè)總產(chǎn)值年均增長率保持在18%左右，相對于國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的增長明顯較快(見表1)。另據(jù)歷年中國造紙工業(yè)年度報告顯示，2013年和2014年我國造紙工業(yè)增加值增速分別為5.40%和3.70%，增加值增速逐年降低，造紙工業(yè)發(fā)展趨于平緩;以主營業(yè)務(wù)收入指標為例，2011—2014年我國造紙工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入同比增長率分別為:2011年21.54%，2012年6.87%，2013年5.91%，2014年5.22%。總體而言，自2012年以來，我國造紙工業(yè)各項經(jīng)濟指標逐漸回落，發(fā)展速度趨緩，已步入中高速發(fā)展的成熟期。相比發(fā)達國家，我國造紙企業(yè)規(guī)模偏小，在國民經(jīng)濟中地位并不突出。2005—2014年，我國造紙工業(yè)總產(chǎn)值雖逐年遞增，但僅占輕工業(yè)總產(chǎn)值的3%左右，比例未明顯上升，造紙工業(yè)總體地位還有待提高。

1.2我國紙和紙板的生產(chǎn)和消費現(xiàn)狀

2005—2014年我國紙和紙板生產(chǎn)和消費情況如圖1所示。由圖1可知，2009年，我國紙和紙板產(chǎn)量8640萬t，消費量8569萬t，產(chǎn)量和消費量首次超過美國，位居世界首位。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展增速不斷放緩，造紙工業(yè)步入了中高速發(fā)展階段，增速趨緩，紙和紙板的產(chǎn)量和消費量趨于平穩(wěn)。2014年，我國紙和紙板產(chǎn)量為10470萬t，較2013年增長3.56%，消費量為10071萬t，較2013年增長2.95%。2005—2014年，我國紙和紙板生產(chǎn)量年均增長率為7.20%，消費量年均增長率為6.06%。2000年，我國人均紙張消費量不足世界平均水平的一半。2009年，人均紙張消費量為64.4kg，超過世界平均水平。但這一比例是同期比利時的1/5，美國的1/4，日本的3/10，與美國、日本、加拿大、芬蘭等造紙工業(yè)發(fā)達國家存在一定差距。2013年，全球紙和紙板消費量為4.036億t，我國紙和紙板消費量為9782萬t，占全球消費總量的約24.2%，居世界首位。值得注意的是，從2007年開始，我國紙和紙板產(chǎn)量大于消費量，產(chǎn)量與消費量之間的差距逐年增大，表明我國造紙產(chǎn)能已出現(xiàn)過剩趨勢，應(yīng)高度重視規(guī)?；图s化發(fā)展。

1.3我國紙漿、廢紙、紙和紙板、紙制品進出口情況

2005—2014年我國紙漿、廢紙、紙和紙板及紙制品的進出口情況見表2。2013年，我國紙漿進口量同比增長2.31%，2014年同比增長6.65%。2013和2014年廢紙進口量同比分別減少2.76%和5.88%。而2005—2012年的紙漿進口量年均增長率約為14.76%，廢紙進口量年均增長率約為14.33%。由此可見，2012年以后，我國紙漿和廢紙的進口量變化不大，表明新常態(tài)下造紙工業(yè)發(fā)展趨于平穩(wěn)，原料進口量也維持在相對穩(wěn)定的水平。2014年，我國紙和紙板主要進口品種比例為:箱紙板30.5%、白紙板22.7%、未涂布印刷書寫紙11.0%、特種紙和紙板9.6%;主要出口品種比例為:涂布印刷紙27.0%、白紙板23.2%、未涂布印刷書寫紙17.2%，生活用紙11.0%。紙制品進口量較2013年未發(fā)生變化，出口量同比增長8.2%。2014年，我國紙漿、廢紙、紙和紙板、紙制品進口量合計4844萬t，較2013年減少1.24%;出口量合計966.82萬t，較2013年增長10.57%。我國造紙工業(yè)原料如紙漿、廢紙仍主要依賴進口，行業(yè)對外依存度大。我國造紙技術(shù)雖然已有2000多年歷史，但新中國建立之初，2/3的紙張需從國外進口。隨著經(jīng)濟和技術(shù)的不斷發(fā)展，我國造紙工業(yè)已適應(yīng)了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，紙和紙板進口量不斷減少。由表2可知，從2007年開始，我國紙和紙板的出口量大于進口量，從凈進口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?014年，我國紙和紙板進口量282萬t，出口量681萬t。表明我國造紙工業(yè)產(chǎn)品在國際上已具有一定影響力和競爭力。

1.4造紙企業(yè)主要經(jīng)濟指標完成情況

據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2014年我國規(guī)模以上造紙企業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入7879億元，同比增長5.22%;實現(xiàn)利稅總額594億元，同比減少4.94%;利潤總額362億元，同比減少4.68%。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國造紙企業(yè)主要經(jīng)濟指標完成情況增幅較小。在行業(yè)整體發(fā)展速度趨緩的背景下，競爭愈加激烈，虧損企業(yè)開始逐步淘汰落后產(chǎn)能、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，正由傳統(tǒng)造紙企業(yè)向現(xiàn)代造紙企業(yè)轉(zhuǎn)型。一批優(yōu)秀的造紙企業(yè)在轉(zhuǎn)型過程中通過采取產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的措施脫穎而出:改造企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)線，轉(zhuǎn)向生產(chǎn)效益更高的新型紙品;嚴格控制采購、生產(chǎn)、運營等流程的成本，以獲得更低的運營成本;不斷對紙機進行升級，保證產(chǎn)品質(zhì)量以贏得市場;推行大數(shù)據(jù)管理模式，整合供應(yīng)鏈，提高整體效率等［1］。造紙工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級對造紙工業(yè)平穩(wěn)發(fā)展起著重要的支撐和推動作用。1.5人民幣升值對我國造紙工業(yè)的影響我國造紙行業(yè)所需原料對外依存度較大，具有明顯的原料在外、市場在內(nèi)的特點。2014年，我國木漿進口量占全年木漿消耗量的62.52%，廢紙漿進口量占全年廢紙漿消耗量的36.24%。因此，造紙行業(yè)是當前為數(shù)不多的受益于人民幣升值的行業(yè)。人民幣升值一方面降低造紙原料的進口成本，使國內(nèi)依賴于進口原料的造紙企業(yè)受益;另一方面降低了造紙企業(yè)引入新技術(shù)和新設(shè)備的成本，有利于推動造紙企業(yè)進行技術(shù)革新和生產(chǎn)投資［2］。人民幣升值會對出口型造紙企業(yè)造成損害。我國紙制品出口能力相對較弱，在人民幣升值的情況下，企業(yè)承受的壓力更大。同時，對低成本進口國外優(yōu)質(zhì)造紙原料的依賴，勢必會放慢國產(chǎn)造紙原料自給化的步伐。因此，加快推進林紙一體化進程，淘汰落后產(chǎn)能，實施產(chǎn)業(yè)升級改造才能充分利用人民幣升值所帶來的優(yōu)勢。

2造紙工業(yè)對國民經(jīng)濟發(fā)展的貢獻

2.1對文化傳承的貢獻

造紙工業(yè)與人類文明發(fā)展密切相關(guān)。造紙術(shù)的發(fā)明與傳播使文字載體的成本大幅降低，知識得到迅速普及，極大地推動了世界科技、經(jīng)濟的發(fā)展。長期以來，紙的用途主要在文化方面，如印刷、教育、出版、辦公、郵政等。此外，紙張也是常用的日用工業(yè)品，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防中，紙和紙板是重要的基礎(chǔ)原料。進入信息化時代，數(shù)字媒體雖承載了部分文化傳承功能，但紙質(zhì)的文本仍然不能被完全替代。

2.2對就業(yè)方面的貢獻

截止到2014年9月底，我國造紙及紙制品企業(yè)數(shù)量達6824家［3］。隨著紙的用途越來越廣，對紙張的需求量還有巨大潛力。造紙行業(yè)是典型的技術(shù)密集型和勞動密集型行業(yè)，能夠吸納大量就業(yè)人口。(1)技術(shù)密集型特點帶動就業(yè)造紙工業(yè)具有技術(shù)密集型特點。一般造紙企業(yè)實行24h不間斷生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中使用多種纖維原料與化工原料，熱、電、水資源消耗量大。整個生產(chǎn)過程的監(jiān)控與組織協(xié)調(diào)、產(chǎn)品質(zhì)量的在線控制、生產(chǎn)過程廢棄物的回收和資源化循環(huán)利用、外排廢棄物的無害化處理、連續(xù)生產(chǎn)線的高效運行和維護等，都要求工人具有較高的技術(shù)裝備操作水平。當前，我國造紙工業(yè)處于深度的產(chǎn)業(yè)調(diào)整期，需要不斷提高技術(shù)創(chuàng)新能力，促進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，這一過程更需要高素質(zhì)人才的補充。(2)勞動密集型特征帶動就業(yè)林紙一體化戰(zhàn)略是我國造紙工業(yè)發(fā)展的方向。我國林業(yè)企業(yè)和造紙企業(yè)多屬于勞動密集型企業(yè)，豐富的勞動力資源是企業(yè)在國際競爭中的優(yōu)勢。我國單位勞動力成本約為美國的24%，德國的12%，日本的16%，具有明顯的勞動力成本競爭優(yōu)勢，為我國林紙一體化發(fā)展提供了勞動力保障。大多數(shù)造紙企業(yè)的生產(chǎn)基地位于市郊或鄉(xiāng)鎮(zhèn)的工業(yè)園區(qū)，推動了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，為農(nóng)村剩余勞動力提供了大量的就業(yè)機會。造紙行業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度較強，涉及林業(yè)、農(nóng)業(yè)、機械制造、化工、電力、交通、環(huán)保等多個產(chǎn)業(yè)，勞動密集特征較明顯。這種關(guān)聯(lián)性使造紙產(chǎn)業(yè)鏈不斷拉長，充分延伸了就業(yè)鏈，從高層次人才到普通技工，還包括當?shù)剞r(nóng)民，都能獲得就業(yè)機會，很大程度緩解了當前的就業(yè)壓力。2004—2013年我國造紙及紙制品行業(yè)就業(yè)人員數(shù)量如圖2所示。

2.3造紙工業(yè)促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展

造紙行業(yè)與其他行業(yè)的關(guān)聯(lián)度大，紙和紙板是許多行業(yè)重要的基礎(chǔ)原料以及重要的日常消費品，市場發(fā)展?jié)摿Υ?，是國民?jīng)濟增長的重要力量。我國經(jīng)濟增長中約50%是靠最終消費拉動，而消費品多采用紙質(zhì)包裝。因此，紙制品不僅是消費品的重要包裝原材料，更成為內(nèi)需消費的重要組成部分［3］。近年來，由于造紙工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整及環(huán)境保護監(jiān)督和控制力度的加大，造紙原料中非木漿比例逐漸降低。紙和紙板生產(chǎn)所需的紙漿主要依賴進口，對外依存度較高。實施林紙一體化戰(zhàn)略可有效降低對進口木漿的需求量。造紙工業(yè)以木材、竹、蘆葦?shù)戎参锢w維和廢紙等可再生纖維為原料，產(chǎn)品可部分替代以塑料、鋼鐵、有色金屬等不可再生資源為原料的產(chǎn)品，適合開展循環(huán)經(jīng)濟。此外，造紙工業(yè)廢棄物不僅可回收再利用，還能提高能源及資源利用率。因此，造紙工業(yè)是我國國民經(jīng)濟中具有可持續(xù)發(fā)展特點的重要產(chǎn)業(yè)。

3造紙工業(yè)發(fā)展面臨的問題

3.1生產(chǎn)與原料供應(yīng)矛盾突出

(1)原料結(jié)構(gòu)的調(diào)整2014年，我國造紙工業(yè)原料消耗量(見表3)為:木漿27%、非木漿8%、廢紙漿65%，其中進口木漿占比17%，進口廢紙漿占比24%。木漿消耗量較2013年增長6.8%，廢紙漿消耗量較2013年增長4.2%，非木漿消耗量較2013年下降8.9%。紙漿結(jié)構(gòu)中，非木漿比例呈持續(xù)下降趨勢，木漿消耗量增加，木漿替代草漿、葦漿是趨勢。廢紙漿比例也有所上升，其中進口廢紙漿支撐著紙漿結(jié)構(gòu)的調(diào)整。我國造紙工業(yè)對原料進口的依賴性較大，長期依賴進口會對我國基礎(chǔ)原料的戰(zhàn)略安全構(gòu)成威脅。推動原料結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快林紙一體化發(fā)展，提高原料自給能力才是我國造紙工業(yè)發(fā)展的方向。(2)原料進口受價格波動影響我國是世界上最大的紙類貿(mào)易凈進口國，至2002年木漿、紙和紙板、廢紙已經(jīng)成為我國僅次于石油和鋼材的第三大用匯商品。我國進口木漿、紙和紙板、廢紙2009年用匯145.17億美元，2014年用匯達217.24億美元。原料的供應(yīng)問題仍然制約著我國造紙工業(yè)的發(fā)展，我國廢紙漿的進口量約占全球廢紙漿貿(mào)易總量的54%。由于木漿、廢紙漿等原料進口價格受國際紙漿價格波動影響，這種價格的不確定性也影響了企業(yè)的利潤。同時一大批以廢紙漿為原料的造紙企業(yè)的出現(xiàn)，使廢紙價格不斷攀升，每噸廢紙的價格從2000年的幾十美元漲到2014年的平均194.27美元，企業(yè)生產(chǎn)成本增加，利潤空間不斷縮小。

3.2資源、能源消耗量較大

造紙行業(yè)是木材消耗量最大的行業(yè)之一，而我國的森林資源較匱乏。2014年，我國木漿的總消耗量(2540萬t)中，進口木漿(1588萬t)和國產(chǎn)木漿(952萬t)分別占62.5%和37.5%。全球造紙產(chǎn)業(yè)每年消耗7～8億m3木材，很多國家已把木材作為重要戰(zhàn)略性物資限制出口。我國造紙工業(yè)的發(fā)展仍將依賴于纖維原料的進口，而世界纖維原料的供應(yīng)量勢必對我國造紙工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生一定影響。造紙行業(yè)為我國五大高耗水行業(yè)之一。2013年，造紙和紙制品企業(yè)總用水量121.13億t，其中新鮮水用量34.46億t，占工業(yè)新鮮水總用量的8.0%;重復用水量為86.68億t，水重復利用率只有71.6%，萬元工業(yè)產(chǎn)值(現(xiàn)價)新鮮水用量為48.9t，比2013年減少14.5%。由國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、國家林業(yè)局共同編制的《造紙工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》指出，到2015年，實現(xiàn)噸紙漿平均綜合能耗(標準煤)由062010年的0.45t降至0.37t，降低18%;噸紙和紙板平均綜合能耗(標準煤)由2010年的0.68t降至0.53t，降低18%;噸紙漿、紙和紙板的平均取水量由2010年的85m3降至70m3，減少18%的目標。我國造紙工業(yè)能耗還很高，與造紙工業(yè)發(fā)達國家存在一定差距，節(jié)能降耗任重道遠。

3.3技術(shù)水平相對較低

現(xiàn)代化制漿造紙工業(yè)已形成了高速、高效、高質(zhì)量、低消耗、連續(xù)化、自動化的生產(chǎn)技術(shù)體系，原料結(jié)構(gòu)以木材纖維為主，制漿技術(shù)向低污染、低能耗和充分利用纖維資源等方向發(fā)展。清潔生產(chǎn)技術(shù)、污染防治技術(shù)和回收技術(shù)(包括白水、堿等的回收)的實施都需要建立在一定的資金投入和規(guī)模生產(chǎn)基礎(chǔ)上。造紙企業(yè)自有資金不足，籌資能力差，融資渠道較單一，致使技術(shù)改造或擴建項目較為困難。我國造紙企業(yè)整體規(guī)模小，數(shù)量多，產(chǎn)量低，與世界先進水平差距較大。這種小規(guī)模的造紙企業(yè)群體不是制漿技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)主體，難以形成產(chǎn)、學、研合力。由于規(guī)模小，受制于資金限制，制漿企業(yè)群體的原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進消化吸收能力也相對較弱，先進的制漿造紙技術(shù)和大型裝備則幾乎完全依靠進口。我國造紙產(chǎn)業(yè)迫切需要產(chǎn)業(yè)整合，提高產(chǎn)業(yè)集中度。

3.4環(huán)境保護壓力大

造紙行業(yè)是環(huán)境保護方面需要重點監(jiān)控的行業(yè)之一。2013年，我國造紙工業(yè)的廢水排放量約占全國工業(yè)廢水總排放量的14.9%，排放廢水中COD占全國工業(yè)廢水COD的18.7%，氨氮排放量占全國工業(yè)氨氮總排放量的7.9%。2012—2013年我國造紙工業(yè)污染物排放情況如表4所示。經(jīng)過近10年的努力，我國造紙工業(yè)的污染物排放量逐漸減少，但造紙工業(yè)COD排放量仍位居輕工行業(yè)前位，環(huán)境保護壓力較大。在新常態(tài)背景下，造紙工業(yè)加大污染防治和技術(shù)創(chuàng)新刻不容緩。

4新常態(tài)下造紙工業(yè)的發(fā)展路徑

4.1加大環(huán)境保護力度

2005—2014年，我國造紙工業(yè)紙漿消耗結(jié)構(gòu)比例逐步發(fā)生變化(見圖3)。由圖3可知，非木漿比例由2005年的24%減少至2014年的8%，廢紙漿和木漿比例從2005年的54%和22%上升至2014年的65%和27%。在造紙工業(yè)發(fā)達國家，非木漿、廢紙漿和木漿比例為3%、34%和63%，我國紙漿結(jié)構(gòu)中木漿比例仍較低。我國造紙工業(yè)需進一步優(yōu)化紙漿比例結(jié)構(gòu)，改進制漿工藝和流程，減少污染物排放量。造紙工業(yè)污染物大部分來自制漿，制漿廢水中含有很多可用物質(zhì)，如燒堿等，將這些物質(zhì)直接排到河流中會污染環(huán)境，而回收再利用可降低成本。堅決取締以草漿為主要原料的小型造紙廠，發(fā)展造紙龍頭企業(yè)。提高產(chǎn)業(yè)集中度，做好防污治污，造紙企業(yè)才能生存發(fā)展。COD是衡量水體有機污染物的重要指標，也是衡量造紙工業(yè)污染物排放的重要指標。2004年，我國造紙行業(yè)萬元工業(yè)產(chǎn)值COD排放強度為75kg(見圖4)，而2013年萬元工業(yè)產(chǎn)值COD的排放強度降至8kg，COD排放強度顯著減小。這表明，我國對造紙工業(yè)的環(huán)境治理和監(jiān)控已初見成效。進一步實施新的制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準，增加環(huán)保投資及環(huán)保治理費用，將有效防止環(huán)境污染。加快淘汰落后產(chǎn)能，推動造紙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、升級，實施造紙工業(yè)生態(tài)化發(fā)展，才能從根本上解決環(huán)境污染問題。

4.2發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實施生態(tài)化發(fā)展

造紙產(chǎn)業(yè)具有實施循環(huán)經(jīng)濟的良好客觀條件，基于循環(huán)經(jīng)濟的造紙產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展能夠有效延伸產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)品鏈，提高產(chǎn)品附加值，擴大生產(chǎn)規(guī)模。建立造紙生態(tài)工業(yè)園是造紙工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的必然趨勢［5］，在業(yè)務(wù)上可將具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的企業(yè)聚集在一起，使造紙工業(yè)實現(xiàn)生態(tài)化發(fā)展。造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，通過“廢棄物”向“原材料”的轉(zhuǎn)變，使企業(yè)間可按供應(yīng)鏈順序形成一個高效率的閉環(huán)系統(tǒng)。能量在這樣的閉環(huán)系統(tǒng)中實現(xiàn)梯級利用，不僅提高能源利用率，而且三廢的治理也會更加有效。造紙生態(tài)工業(yè)園既改良了生產(chǎn)方式，降低了生產(chǎn)成本，又從根本上改善了生態(tài)環(huán)境，是造紙工業(yè)謀求發(fā)展的必然選擇。

4.3強化技術(shù)創(chuàng)新

提高造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位，就必須提高造紙行業(yè)自主創(chuàng)新能力，構(gòu)建造紙技術(shù)創(chuàng)新體系。加快建立林紙一體化工程技術(shù)與裝備的創(chuàng)新體系，促進林紙一體化戰(zhàn)略實施;加快建立非木原料制漿清潔生產(chǎn)技術(shù)與裝備的創(chuàng)新體系，促進清潔生產(chǎn)技術(shù)運用;加快建立現(xiàn)代高速造紙機科技創(chuàng)新體系，促進造紙裝備國產(chǎn)化水平提高;加快建立廢紙回收管理機制及廢紙制漿科技創(chuàng)新體系，提高廢紙回收率，提高原料自給能力［5-6］。

5結(jié)語

新常態(tài)下造紙工業(yè)從高速發(fā)展的成長期步入中高速發(fā)展的成熟期，世界造紙工業(yè)也呈現(xiàn)出企業(yè)規(guī)模化、技術(shù)集成化、產(chǎn)品多樣化、功能化、生產(chǎn)清潔化、資源節(jié)約化、林紙一體化和產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展的突出特點。在造紙工業(yè)發(fā)展成熟期內(nèi)，在資源和環(huán)境約束條件下，造紙工業(yè)發(fā)展要以可持續(xù)發(fā)展為前提，把“節(jié)水、節(jié)能、降耗、減污、增效”作為主攻目標，積極推進林紙一體化，加快造紙工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，大幅提高原料的自給水平，加快造紙產(chǎn)業(yè)升級改造，提高造紙工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用，推動我國從造紙大國向造紙強國轉(zhuǎn)變，為國民經(jīng)濟發(fā)展注入持久動力。

作者：王海剛 王永強 周一瑄 單位：陜西科技大學管理學院

第四篇：造紙工業(yè)羧甲基纖維素應(yīng)用研究

羧甲基纖維素（CMC）又稱羧甲基纖維素鈉，是天然纖維素的醚類衍生物，為白色或微黃色粉末，屬水溶性陰離子表面活性劑，具有一定的黏度，可以改變流體的流變特性，廣泛應(yīng)用于造紙、石油鉆井、醫(yī)藥衛(wèi)生、日用化工、食品、建筑、紡織、光電材料等行業(yè)，而且安全無毒，有“工業(yè)味素”之稱。羧甲基纖維素一般采用天然纖維素分子與氯乙酸在堿性條件下經(jīng)過堿化、醚化反應(yīng)制備，其分子結(jié)構(gòu)（如圖1所示）中引入了親水性的羧甲基基團，使得纖維素的溶脹性有了大幅度的提高，易與紙漿纖維和填料粒子親和，增強紙張韌度及強度，同時紙漿和填料所帶的負電荷相互排斥，使得纖維和填料在紙漿中均勻分散，紙張勻度得到改善；羧甲基纖維素還具有很好的成膜性及流變特性，在造紙工業(yè)中可作為表面施膠劑、紙張增強劑、紙機濕部助劑及保水劑等應(yīng)用［1，2］。

1羧甲基纖維素在造紙工業(yè)中的應(yīng)用

羧甲基纖維素在造紙領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，溶于水后溶脹形成類似膠體狀物質(zhì)，加之其較好的黏合力，能與紙漿纖維和填料緊密結(jié)合，在表面施膠劑中加入CMC可以提高紙張強度及平整度，本身作為表面活性劑能對顏料進行很好的分散，提高印染效果，同時還能通過控制和調(diào)節(jié)涂料的流變性提高保水效果，是多功能的造紙助劑。

1．1表面施膠劑

羧甲基纖維素成膜性好，并且具有一定的膜轉(zhuǎn)移性，可以經(jīng)過漿內(nèi)施膠或未經(jīng)漿內(nèi)施膠的紙或紙板表面均勻涂布，羧甲基纖維素具有一定的保水效果，因此可以調(diào)節(jié)紙張的濕度，從而改善紙張因干燥引起的內(nèi)部應(yīng)變，耐摩擦性、平滑度等也得到了提高，同時還能克服紙面起毛、掉粉等問題。紙張印刷過程中經(jīng)過高溫后經(jīng)常會出現(xiàn)翹邊、卷曲、色彩分布不均、油墨吸收差等不良現(xiàn)象，影響印刷的美觀及質(zhì)量，表面施膠能改善紙張的表面強度，是提高印刷效果的最直接有效的方法。陳紅軍［3］將羧甲基纖維素用于本色印刷紙表面施膠，不僅可以改善成紙的物理強度，提高紙張的檔次，而且可以降低生產(chǎn)成本。改性淀粉也是很好的表面施膠劑，但是成膜性不及羧甲基纖維素，而且容易積聚，影響后期印刷。莫立煥［4］等用氧化淀粉和羧甲基纖維素的混合物作為表面施膠劑收到了很好的效果，實驗結(jié)果證明羧甲基纖維素是一種高效的表面施膠劑，考慮到其價格較貴，實際生產(chǎn)中氧化淀粉和羧甲基纖維素按2∶1比例的混合物為好。以CMC為施膠劑，采用刷涂法制備的抗菌紙的抗菌性能明顯優(yōu)于以丙烯酸樹脂為施膠劑制備的抗菌紙，用其作為鞋盒能提高鞋的抗菌性能，并且長時間保持。研究還發(fā)現(xiàn)，CMC施膠有利于濾棒紙厚度及吸液高度，還能提高濾棒成形紙的表面性能，為高性能濾棒紙的研究開辟了新徑［5，6］。

1．2紙機濕部助劑

靜電吸附是濕部化學品留著的主要作用力，纖維表面羧基的存在使得纖維帶有一定的負電性，為濕部化學品在纖維上的吸附提供了重要的附著點，加之其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于紙漿中Zate電勢的調(diào)節(jié)。羧甲基纖維素進入濕部紙料中后，羧甲基與纖維上的羥基發(fā)生化學水合作用，增強了纖維間的鍵合力，再經(jīng)過紙機后續(xù)各道抄造工序的物理加工，纖維間的結(jié)合力進一步增強，紙張的各種物理強度指標均得到提高。羧甲基纖維素具有較強的親和力，與合適的陽離子助劑復合使用將會有協(xié)同效應(yīng)，能夠提高紙機的單程留著率和助劑效果［7，8］。CMC作為濕部添加劑可改進紙板的性質(zhì)，其用量控制在0～0．5％范圍內(nèi)在紙板表面形成膜，使紙板均勻成形，提高紙板的平滑度。添加CMC后，抗張強度提高了20％～30％、表面強度提高了25％～35％，白度也得到改善［9］。聚丙烯酰胺是很好的造紙助劑，與CMC在適當?shù)奶砑臃秶鷥?nèi)具有協(xié)同增效作用。當添加取代度（DS）為0．97的桑枝皮CMC，其用量為絕干漿質(zhì)量的0．4％～0．8％時，紙漿中有足夠量的CMC陰離子與聚丙烯酰胺陽離子達到良好的協(xié)同效應(yīng)，分子內(nèi)形成穩(wěn)固的氫鍵，紙張的抗張強度、耐破度、撕裂度和耐折度均顯著提高［10］。劉永順［11］等對羧甲基纖維素在無碳復寫原紙濕部的添加效果進行研究，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)CMC在網(wǎng)部對濾水起到了抑制作用，所以導致了網(wǎng)部水線的延長。在無碳復寫原紙生產(chǎn)中添加CMC處理的漿料，并與其他助劑搭配使用可以明顯提高網(wǎng)部留著率及成紙的各項物理指標，噸紙綜合成本下降36元，而且系統(tǒng)較以前更清潔，紙機運行更正常。

1．3保水劑

羧甲基纖維素主要通過調(diào)節(jié)涂料流變性來提高涂料的保水值，防止膠黏劑的遷移，提高涂布效果，使紙張表面平整光滑。還能賦予涂層良好的光學性能、不透明度及足夠的表面強度。此外，含CMC的涂料因具有良好的流變性，可提高涂料的固含量，相應(yīng)地降低分散介質(zhì)的用量，使得可逸出的水分減少，提高涂料的保水性能［12］。羧甲基纖維素鈉不僅能改善涂料的穩(wěn)定性，提高涂層的表面拉毛強度，還能起到輔助膠黏劑的作用，使珠光顏料涂布紙達到很好的印刷效果［13］。涂布紙是重要的包裝紙，因此要求具有較好的印刷性能。羧甲基纖維素具有強力的疏水特性，是有效的保水劑，在涂布刮刀上起潤滑劑的作用，給予涂布機良好的運行性能。羧甲基纖維素不僅對涂料及涂布工藝有影響，而且對涂布紙的最終性能也起著關(guān)鍵作用。馮明仕［14］等通過調(diào)節(jié)涂料配方中羧甲基纖維素的用量，檢測其對涂料及涂布紙性能的影響。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)羧甲基纖維素用量增加，涂料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更強固，涂料黏度增加，觸變性增加，保水性更好。羧甲基纖維素的黏度是保水效果的直接影響因素，CMC加入紙漿中能提高纖維吸水潤脹能力。安俊?。?5］等的研究結(jié)果表明，隨著CMC黏度的增加，保水值也增加。加入到涂料中的CMC分子鏈通過氫鍵吸附在涂料粒子上，其吸附量與分子鏈的長度成正比。而伸入液相的未發(fā)生吸附的含活性羥基的鏈節(jié)同樣可通過氫鍵與未被水化的分散介質(zhì)（水）結(jié)合，阻止游離水分逃逸，提高涂料的保水能力。用羧甲基纖維素（CMC）處理漂白針葉木漿，在纖維表面引入更多的帶電基團，使CMC在特定條件下吸附到硫酸鹽漿纖維表面，形成緊密的纖維網(wǎng)絡(luò)，顯著提高紙漿保水效果，這與紙漿成紙內(nèi)結(jié)合強度和抗張強度的提高相關(guān)［16］。

1．4增強劑

羧甲基纖維素溶于水形成透明的黏性溶液，加入紙漿中將纖維包覆起來，在紙頁成形干燥脫水的過程中，由于羥基和羧甲基的存在，分子之間通過氫鍵進行牢固結(jié)合，纖維之間通過其自身的架橋作用形成更多的氫鍵結(jié)合，增加了纖維與纖維之間的結(jié)合力，提高紙張的強度的同時還能增強小分子及填料的留著率。高填料紙可以降低造紙原料成本，但隨著加填量的提高，紙張的機械強度大大降低，掉粉問題愈發(fā)嚴重，同時對施膠也產(chǎn)生不利影響。CMC是高效的纖維增強劑，能解決粉煤灰提取物硅酸鈣填料在紙張中的高留著帶來的強度下降問題，將其加入施膠劑中進行兩次施膠后，抗張指數(shù)得到大幅度提高［17］。粉煤灰中含有不同的酸堿性金屬氧化物，作為造紙?zhí)盍显谒芤褐腥菀讓е路勖夯依w維之間互相吸引、絮聚成團，因此需要分散劑對粉煤灰纖維進行分散。CMC結(jié)構(gòu)中含有穩(wěn)定的六元環(huán)和極性基團羥基，可與粉煤灰纖維表面的極性羥基形成氫鍵，增加對粉煤灰纖維的吸附作用，從而增大粉煤灰纖維的可潤濕性，在添加量相同的條件下，CMC對紙張增強效果優(yōu)于CPAM［18］。分子沉積技術(shù)可以在纖維表面吸附電解質(zhì)使其親水性基團增多，提高溶脹性，使得纖維自身強度及纖維間的結(jié)合強度增加。藺亞娟［19］對此進行研究，并對舊瓦楞紙漿中PAE／CMC二元增強體系應(yīng)用效果進行分析，在PAE用量0．9％，CMC用量0．6％，電導率1000μs／cm條件下，舊瓦楞紙的裂斷長、耐壓度、環(huán)壓強度均有明顯改善，同時還發(fā)現(xiàn)，即使纖維表面吸附了陽離子聚電解質(zhì)PAE后，表面電性并沒有反轉(zhuǎn)也可以對陰離子聚電解質(zhì)CMC有吸附作用，達到紙張增強效果。陰離子聚合物（羧甲基纖維素）和陽離子聚合物（改性殼聚糖）橋接在纖維表面，產(chǎn)生的靜電作用能提高陰離子聚合物在纖維表面的吸附量，增加紙頁強度，快速干燥使手抄紙強度的增加更加明顯［20］。葉迎［21］等的實驗結(jié)果表明，高分子量的CMC有利于增加紙頁的抗菌性和強度，尤其是濕強度。當胍鹽抗菌劑／CMC聚電解質(zhì)復合物復合比例為0．5％～1．0％，添加到紙漿中的復合物含量為0．1％時，加熱干燥45min能夠使紙頁具備很好的干／濕強度比（大于20％）。

2前景與展望

羧甲基纖維素作為綠色造紙化學品在造紙工業(yè)中的應(yīng)用近年來獲得了很大的拓展，可以降低造紙成本，提高紙張綜合性能，還能賦予紙張其他特殊功能，在紙張的生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價值，和其他陽離子助劑復合使用也收到了很好的效果。目前，國內(nèi)造紙所用的羧甲基纖維素大部分依靠進口，價格相對昂貴，而國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)又不成熟，限制了羧甲基纖維素在造紙工業(yè)的廣泛應(yīng)用。我國的纖維素資源豐富，為羧甲基纖維素的制備提供了基礎(chǔ)條件，加快多功能化羧甲基纖維素的研發(fā)是保證其在造紙工業(yè)全面應(yīng)用的關(guān)鍵，同時還能促進造紙工業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。羧甲基纖維素性能優(yōu)越，隨著制備難題的突破，必能在造紙工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。

作者：陳洋 曹婉鑫 唐瑤 單位：陜西理工學院化學與環(huán)境科學學院

第五篇：制漿造紙工業(yè)生物精煉應(yīng)用前景

1生物精煉的現(xiàn)狀

生物質(zhì)是自然界中廣泛存在的、數(shù)量最豐富的有機原料，是一種可再生資源，從農(nóng)林資源到水生植物，甚至包括一些特定的工農(nóng)業(yè)廢棄物和城市垃圾。生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量，是消耗量僅次于石油、煤和天然氣等傳統(tǒng)礦物能源的第四大能源，是人類賴以生存的、可再生的綠色能源。生物精煉(biorefinery)可最大化地利用生物質(zhì)資源以滿足人們對生物質(zhì)產(chǎn)品和能源需求的，符合人類可持續(xù)發(fā)展的要求，目前主要包括生物發(fā)酵、提取分離、綠色制漿、熱解、氣化等技術(shù)。人類對生物質(zhì)資源的利用已有幾千年的歷史，但往往效率低下、污染嚴重，隨著石油化學工業(yè)的迅速發(fā)展，生物質(zhì)資源的利用也趨于緩慢。然而，20世紀70年生中東戰(zhàn)爭引發(fā)的全球性能源短缺，以及人類對石油等資源的無節(jié)制開發(fā)利用所導致的傳統(tǒng)礦物資源的日益枯竭，使人們開始重新重視包括生物質(zhì)能源在內(nèi)的可再生能源的開發(fā)利用研究，同時，由石油化工產(chǎn)業(yè)所帶來的環(huán)境問題也使得我們開發(fā)利用環(huán)境友好的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)有較好的前景［1］。生物精煉技術(shù)可以將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為各種生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)化學品和生物質(zhì)能源等，使生物質(zhì)資源和能源得到充分、高效的開發(fā)和利用，同時又不造成對環(huán)境的污染;既滿足人們當前對化學品、材料和能源等各方面的需求，又符合可持續(xù)發(fā)展的要求。圖1是生物質(zhì)精煉產(chǎn)業(yè)所生產(chǎn)的多樣性產(chǎn)品數(shù)量的一種保守估計。如圖2所示，生物精煉技術(shù)可實現(xiàn)生物質(zhì)能源、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)化學品、生物質(zhì)燃料與生物質(zhì)之間的可持續(xù)循環(huán)，是一項高效率、低成本、綠色無污染的技術(shù)。20世紀70年代開始，生物質(zhì)資源的開發(fā)利用已成為世界性的熱點問題，其研究主要集中在生物質(zhì)能源、生物質(zhì)化學品和生物質(zhì)材料的開發(fā)利用方面。許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃:美國國會于2000年6月通過了《生物質(zhì)研發(fā)法案》，2002年提出了《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》，計劃到2020年使生物質(zhì)能源和生物質(zhì)產(chǎn)品較2000年增加20倍，達到能源總消費量的25%(2050年達到50%)，每年減少碳排放量1億t和增加農(nóng)民收入200億美元的目標;歐盟于1997年發(fā)表了白皮書《能源的未來:可再生能源》，2002年發(fā)表了綠皮書《歐盟能源供應(yīng)安全戰(zhàn)略》，計劃到2020年歐盟的生物質(zhì)燃料替代20%的化學燃料;其他國家，如中國、日本、印度、巴西等國也紛紛投入大量的人力和資金從事生物質(zhì)資源的研究開發(fā)。美國現(xiàn)有100多個生物質(zhì)乙醇工廠，2006年美國燃料乙醇產(chǎn)量已達約50億加侖;歐盟是全世界目前生物柴油發(fā)展最好的地區(qū)，2005年歐盟生物柴油總產(chǎn)量已達320萬t。2000年我國開始了燃料乙醇試點工作，目前年生產(chǎn)能力已達102萬t，現(xiàn)已在東北三省、河南、安徽、河北、山東、江蘇、湖北等省的27個地區(qū)完成乙醇汽油試點工作;中國林科院林化所在北京、安徽蕪湖等地建立了年處理能力達幾千噸的木材熱解系統(tǒng)［5～7］。這些都表明了生物精煉具有重要的經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義，是現(xiàn)實可行、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路。盡管如此，目前生物精煉仍主要處于研究和發(fā)展階段，其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用仍面臨一些困難。

2生物精煉在傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)中的應(yīng)用

2．1傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)模式所面臨的問題

傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)就是一些以大量生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品，如紙漿、紙板或其他纖維素產(chǎn)品的企業(yè)，它們的主要特點是輸入的原料量和化學品很多，所消耗的能源巨大。然而，它們唯一的產(chǎn)出物只是纖維素類產(chǎn)品，原料的利用率低，能源的使用效率也較低，同時還產(chǎn)生大量的污染物和廢棄物，如不加以處理，將會對生態(tài)環(huán)境造成巨大的負面影響。由于優(yōu)良制漿造紙原料的短缺、石油等傳統(tǒng)資源價格的持續(xù)上漲，勞動力成本的上升，以及全球化競爭所帶來的巨大壓力，傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)面臨著前所未有的困難。一些企業(yè)紛紛采取了各種措施，如發(fā)展高得率的制漿造紙技術(shù)、促進林紙一體化、國外建造工廠降低生產(chǎn)成本以及開拓新的市場空間來擺脫這種困境，并收到了一定的成效。然而，這些并不能從根本上改變傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)對原料、資源和能源的嚴重依賴性，也不能徹底改變對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響。工廠將原木轉(zhuǎn)變成基于纖維素的制漿造紙產(chǎn)品的這種老的商業(yè)模式已不適用。目前，歐洲、北美的一些企業(yè)，如UPM、IP、Georgia－Pa-cific等，都已經(jīng)制定了從傳統(tǒng)制漿造紙廠轉(zhuǎn)型為生物質(zhì)精煉廠的戰(zhàn)略。在未來，幾乎每個北美的制漿造紙廠都將生產(chǎn)生物質(zhì)汽油、生物質(zhì)酒精等高附加值產(chǎn)品［4，8～9］。

2．2未來的生物精煉制漿造紙廠

隨著生物精煉技術(shù)的提出和發(fā)展，傳統(tǒng)制漿造紙企業(yè)有機會利用這項新興技術(shù)轉(zhuǎn)型為集約化的生物精煉廠以生產(chǎn)生物質(zhì)燃料和生物質(zhì)化學品，并且能夠繼續(xù)生產(chǎn)出傳統(tǒng)的制漿造紙產(chǎn)品，在減少環(huán)境污染和提高能源使用效率的同時從林業(yè)生物質(zhì)資源中獲得最大收益。它們的主要特點是消耗的能源較少，不需要化石能源，而產(chǎn)出物多，原料資源的價值最大化地被利用，同時污染物和廢棄物的排放量也顯著減少，基本不會對生態(tài)環(huán)境造成較大的負面影響。圖3是一家典型的現(xiàn)代化生物精煉制漿造紙廠的模式［4］。一些公司，如Potlach和AlabamaRiver將首先利用生物質(zhì)氣化技術(shù)來發(fā)熱發(fā)電并最終生產(chǎn)出液體運輸燃料和化學品，這也將取代工廠對天然氣和化石燃料的需求。接下來，工廠會將氣化技術(shù)用于制漿黒液的處理上。其它一些公司也正積極地將已倒閉的工廠轉(zhuǎn)型為現(xiàn)代化的生物精煉制漿造紙廠，如Georgia－Pacific公司將把在緬因州的工廠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€基于纖維素的生物質(zhì)燃料廠［10～11］。在制漿造紙領(lǐng)域中應(yīng)用生物質(zhì)精煉，可以將傳統(tǒng)的化學漿廠變成集約化的生物質(zhì)精煉廠，除了生產(chǎn)漿料，還可以生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，如乙醇、碳纖維、聚合物、煤油和生物柴油等，這些產(chǎn)品都來自于半纖維素和木質(zhì)素，而不是來自于纖維素。這些生物質(zhì)原料主要包括禾本原料、木質(zhì)原料和農(nóng)林作物，而聚糖和木質(zhì)素又廣泛存在于這類可再生的原料中，這使得現(xiàn)代化的生物精煉廠可以與傳統(tǒng)的石油精煉廠相當。在石油工業(yè)中，通過傳統(tǒng)精煉所得到的化學品的量只占總產(chǎn)出量的5%左右，而其他的都被用于生產(chǎn)運輸燃料和能源。同石油精煉一樣，日用化學品需求和運輸燃料間的平衡也是生物精煉的一個重要方面，有些觀點認為，生物精煉廠不應(yīng)該改變這種比例。市場對生物質(zhì)燃料和能源的巨大需求，將使制漿造紙工業(yè)有潛力成為最主要的生物質(zhì)燃料供應(yīng)商［12～14］。

2．3生物精煉在制漿造紙過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2．3．1生物精煉在制漿造紙原料上的應(yīng)用

通過對制漿造紙纖維原料基因改性可以獲得不同纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量組成、不同纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的短周期速生原料，提高了制漿造紙原料的質(zhì)量，縮短了制漿造紙原料成材的年限，可滿足制漿造紙企業(yè)對優(yōu)質(zhì)原料的長期需求。如果將制漿造紙原料加工到納米級，其原來的細胞結(jié)構(gòu)被破壞，纖維組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，纖維素、半纖維素和木素可在加工過程中用機械方法分離，從而提高制漿得率，改善漿料質(zhì)量，提高制漿造紙工業(yè)對環(huán)境的友好性［15～18］。

2．3．2生物精煉在制漿過程中的應(yīng)用

在化學制漿前，利用相對溫和的條件抽提出乙酸和部分水溶性半纖維素，可降低制漿過程中有效堿的用量，加快脫木素速率，降低殘渣率，同時也減輕了黒液處理的壓力。實驗室研究表明，該工藝不會對纖維數(shù)量和質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。在制漿前，利用真菌或酶處理除去木片中樹脂，可減少紙機斷頭、防止紙張強度下降以及工藝設(shè)備堵塞等問題，現(xiàn)已在工業(yè)上獲得應(yīng)用。在制漿前利用真菌或酶對木片進行預(yù)處理，既能降低制漿造紙過程中磨漿能耗和化學藥品用量，還能提高紙漿抄造的強度，減輕對環(huán)境的污染。目前，研究重點主要為生物機械制漿和生物預(yù)處理化學制漿。利用微生物、木素水解酶或半纖維素酶處理紙漿，降解碳水化合物和殘余木素，既能提高紙漿可漂性和白度，又可節(jié)省化學漂劑的用量，提高紙漿性能，并減少環(huán)境污染。廢紙再利用的關(guān)鍵技術(shù)之一是脫墨技術(shù)。相對于傳統(tǒng)脫墨技術(shù)，采用纖維素酶、半纖維素酶或脂肪酶來代替化學藥品進行脫墨處理，可減少脫墨劑的用量，增強脫墨效果，提高白度和漿料強度，同時也可降低廢水對環(huán)境的污染［15，17～20］。

2．3．3生物精煉在制漿廢液上的應(yīng)用

利用木質(zhì)素沉積技術(shù)既可從制漿廢液中分離回收木質(zhì)素，又可減輕鍋爐回收化學藥品和能源的負荷。利用該技術(shù)能否獲得大量木質(zhì)素取決于制漿得率和沉積效率，如果制漿過程中溶出木質(zhì)素少或沉積效率較低，則木質(zhì)素獲得量較少。黑液氣化可替代傳統(tǒng)的湯姆林森回收鍋爐來回收化學藥品和能源，既可生產(chǎn)電力，又可生產(chǎn)合成氣，提高了黒液的日處理能力和能源的利用效率，減少了設(shè)備投入和占地面積。黒液氣化技術(shù)主要分為壓力氣化和常壓氣化，ChemrecAB和ThermochemRecoveryInternational兩家公司分別擁有這兩項技術(shù)。固體燃料氣化器可以替換傳統(tǒng)的固體燃料鍋爐，將任何可比較經(jīng)濟地運輸和氣化的材料運到工廠，包括農(nóng)作物廢料、鋸木屑、城市有機垃圾等，氣化后產(chǎn)生工廠所需的動力［4，12］。應(yīng)用生物技術(shù)處理制漿工業(yè)廢水，不僅可從制漿造紙廢液中發(fā)酵制取乙醇等高附加值產(chǎn)品，不僅能增加經(jīng)濟效益，還可使廢水脫色、脫臭、解毒并降低廢水中有機物BOD(生化需氧量)，甚至COD(化學需氧量)，解決廢水污染問題效果顯著。近年來，利用高級氧化處理技術(shù)、凈化受污染水體的研究也獲得了顯著進展，多以應(yīng)用紫外輻射為主，但往往效率較低，而提高太陽能去污效率的關(guān)鍵技術(shù)之一在于研制、改進催化劑，目前在光催化有機污染物領(lǐng)域被認為最有效的催化劑是納米TiO2［15～17，19～20］。

2．3．4生物精煉在制漿過程中副產(chǎn)品上的應(yīng)用

制漿前抽提所得的半纖維素是碳水化合物的混合物，通過酸水解或酶水解可以轉(zhuǎn)化為單糖，再通過生物發(fā)酵可制得乙醇，而乙醇又可生產(chǎn)燃料、聚乙烯等高附加值產(chǎn)品，據(jù)估計從生物質(zhì)碳水化合物中所獲得化學品和材料的數(shù)量可以相當于目前從石油碳氫化合物中獲得的量，多達30個。制漿過程中的兩種副產(chǎn)品由于具有重要的經(jīng)濟價值將被回收:從蒸煮器釋放的氣體中可以回收松脂，從制漿黒液可以回收塔羅油。松脂中含有大量的香精油，分離后可以制得香料、聚合物添加劑和溶劑;而塔羅油主要含有皂化脂肪酸和樹脂酸，可以用于生產(chǎn)生物質(zhì)柴油、肥皂和潤滑油等，且從塔羅油通過氫化產(chǎn)生生物質(zhì)柴油要比通過酯化生產(chǎn)生物質(zhì)柴油經(jīng)濟的多。木質(zhì)素沉積回收的木質(zhì)素可生產(chǎn)酚型物、炭纖維、固體或液體燃料、膠粘劑和土壤改良劑等高附加值產(chǎn)品。黒液氣化得到的合成氣主要為為氫氣、一氧化碳、二氧化碳和其他氣體的混合物，可用來合成大量的化學品［4，12～13，17］。

3生物精煉在造紙工業(yè)應(yīng)用中所面臨的問題和解決建議

集約化生物精煉是最大化利用生物質(zhì)的一種途徑，可以滿足人們對生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)能源以及生物質(zhì)材料的短期需求和長期發(fā)展需要，有利于經(jīng)濟發(fā)展，有利于技術(shù)進步，也有利于環(huán)境保護。然而，生物精煉技術(shù)在制漿造紙工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用還面臨著不少困難:(1)人們急需轉(zhuǎn)變固有的思維方式。將現(xiàn)有的制漿造紙廠轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)精煉廠不僅是技術(shù)上的革新，更是思維方式上的革新，要讓那些專注于生產(chǎn)傳統(tǒng)紙和紙板產(chǎn)品的制漿造紙廠接受這種全新的生產(chǎn)模式可能還需要一段時間;(2)需要先進的技術(shù)支持和大量的額外投資。目前，僅有少數(shù)國家和地區(qū)的制漿造紙廠掌握了這些新興的技術(shù)，已成功轉(zhuǎn)型的工廠也不多，而且需要投入大量的資金對現(xiàn)有工廠進行改造，這也限制了生物精煉技術(shù)的推廣;(3)需要相關(guān)基礎(chǔ)學科和研究的支持，如生物技術(shù)、納米技術(shù)和能源工程等。生物精煉技術(shù)仍處于高速發(fā)展的階段，涉及許多專業(yè)領(lǐng)域，需要學科交叉以不斷完善［21］。因此，制漿造紙企業(yè)發(fā)展生物精煉首先需要轉(zhuǎn)變固有的思維方式，與時俱進，跟上技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革新的步伐，擺脫紙產(chǎn)品是制漿造紙企業(yè)唯一輸出產(chǎn)品的思想束縛，積極發(fā)展多元化產(chǎn)品;其次，要積極開發(fā)吸收先進的技術(shù)和投入必要的工藝設(shè)備，可逐步地應(yīng)用生物精煉技術(shù)對原有的制漿造紙廠進行改造;再之，現(xiàn)有的制漿造紙專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)充分利用相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)學科和研究的成果，不斷發(fā)展和完善生物精煉技術(shù);最后，政府部門應(yīng)制定和完善相關(guān)的法律和政策給予傳統(tǒng)制漿造紙廠改造以支持。生物精煉作為高效率、低污染、低能耗的生物質(zhì)利用技術(shù)必將帶給傳統(tǒng)制漿造紙產(chǎn)業(yè)一個巨大的革新，不僅能滿足人們對紙和紙板產(chǎn)品、化學品以及生物質(zhì)材料的多元化需求，增加企業(yè)效益和市場競爭力，也可能緩解目前緊張的能源危機和環(huán)境危機。盡管生物精煉大規(guī)模的應(yīng)用還在發(fā)展中，但是其前景將是非常廣闊而美好的。

作者：諶堯 翟華敏 單位：南京林業(yè)大學江蘇省制漿造紙科學與技術(shù)重點實驗室

第六篇：中國造紙工業(yè)與低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展對策

全球氣候急劇變化引起世界各國的高度關(guān)注與重視，聯(lián)合國倡導各國政府為控制全球氣候變暖承擔責任，并于1992年制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》。此后各國積極制定戰(zhàn)略，應(yīng)對氣候變化。同時2008年世界金融危機對世界經(jīng)濟尤其是歐美日國家的經(jīng)濟打擊很大，低碳經(jīng)濟被各國所推崇的新的經(jīng)濟增長模式。在應(yīng)對氣候變化的同時，各國紛紛采取以低碳為名義的各種措施保護本國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭優(yōu)勢。低碳因素活躍于生產(chǎn)、消費和貿(mào)易等各個環(huán)節(jié)，成為各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要的影響因素。低碳經(jīng)濟是世界經(jīng)濟發(fā)展大勢所趨，我國造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟，提高低碳競爭力是順應(yīng)低碳經(jīng)濟時代的必然選擇。過去大量消耗自然資源，不惜以環(huán)境破壞為代價的發(fā)展模式，追逐的只是短期效益，長期來看弊大于利，這種高耗能、高排放、高污染的生產(chǎn)經(jīng)營方式已經(jīng)無法順應(yīng)社會發(fā)展的趨勢。造紙工業(yè)具備發(fā)展低碳經(jīng)濟的條件和特性，我國造紙工業(yè)應(yīng)該利用低碳經(jīng)濟契機實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

1造紙工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的優(yōu)勢

現(xiàn)代造紙工業(yè)具有明顯的循環(huán)經(jīng)濟特征，在低碳經(jīng)濟中更具有優(yōu)勢和競爭力。造紙原料林的建設(shè)具有森林碳匯功能；制漿廢棄物可以回收利用，減少碳源；紙產(chǎn)品是有效的儲碳載體。

1.1造紙原料林基地具有森林碳匯功能

森林在抑制氣候變化上發(fā)揮了極其重要的作用。據(jù)科學家研究表明，森林每生長出1立方米的蓄積量，要平均吸收1.83噸二氧化碳，釋放出1.62噸的氧氣。造紙工業(yè)是以天然植物纖維作為原料，具有低碳環(huán)保的特性。造紙原料林基地的建設(shè)具有經(jīng)濟與生態(tài)效益雙重作用：一方面，原料林的建設(shè)能夠為造紙工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)紙漿原料，有利于提高紙產(chǎn)品的質(zhì)量，增加經(jīng)濟效益；另一方面，森林是利用太陽能的最大載體，林木的生長可以通過光合作用吸收大量的二氧化碳，并釋放氧氣，碳以纖維的形式被永久固定，是優(yōu)化自然生態(tài)環(huán)境的主要貢獻者，產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益，具有森林碳匯功能。《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的締約方通過的《波恩政治協(xié)議》和《馬拉喀什協(xié)定》，將造林、再造林等林業(yè)活動納入《京都議定書》確立的清潔發(fā)展機制，鼓勵各國通過綠化、造林來抵消一部分工業(yè)源CO2的排放[1]。一系列國際公約的制定和實施意味著將來各國、各個產(chǎn)業(yè)可以通過實施林業(yè)碳匯項目抵消其溫室氣體排放量。這意味著造紙工業(yè)除了通過制漿造紙生產(chǎn)紙產(chǎn)品獲得經(jīng)濟效應(yīng)外，還可以通過原料林的碳匯功能通過碳交易市場獲取經(jīng)濟收益。林紙一體化的現(xiàn)代造紙工業(yè)是一種典型的低碳工業(yè)，具備發(fā)展低碳經(jīng)濟的顯著優(yōu)勢和競爭力。

1.2制漿造紙廢棄物是可利用的生物質(zhì)能源

林業(yè)生物質(zhì)能源是可再生、可降解的，是低碳綠色能源，已成為各國除了煤炭、是由、天然氣外的第四大戰(zhàn)略性能源。林業(yè)生物質(zhì)能源一方面可以提煉生物質(zhì)柴油，另一方面可以用植物纖維發(fā)電。造紙林基地的木材剩余物、加工剩余物、產(chǎn)品廢材及其紙漿造紙過程中的廢熱、廢水等排放物都可以有效回收利用為生物質(zhì)能源，造紙工業(yè)可以擴大生物質(zhì)能源的使用，減少對石油等化石燃料的消耗，減少二氧化碳的排放，降低碳源。制漿造紙廠可以通過循環(huán)回收系統(tǒng)有效利用制漿造紙廢液中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有效的生物質(zhì)能源，替代化石能源，轉(zhuǎn)化為熱能用于發(fā)電，并直接供應(yīng)給制漿造紙生產(chǎn)系統(tǒng)。如此重復多次循環(huán)回收利用后，制漿造紙工業(yè)能源自給率可以達到40%以上。此外，制漿造紙廢液還可以被堿回收系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為化學藥品等。制漿造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中的水也可以高度循環(huán)利用。

1.3紙產(chǎn)品是儲碳的載體

紙產(chǎn)品能夠固化林木生產(chǎn)過程中吸收的二氧化碳，具有碳封存、碳儲存的功能。因為將植物纖維生產(chǎn)為紙產(chǎn)品，則將二氧化碳固化在紙產(chǎn)品中，紙產(chǎn)品在使用過程中、回收利用中始終具有儲碳功能。紙產(chǎn)品使用后的廢紙仍然可以回收利用，重新作為造紙纖維原料用于紙產(chǎn)品的生產(chǎn)。一方面，廢紙回收后可以代替木材原料再次用于造紙，大大節(jié)約原生木材資源，減少對森林資源的浪費，增加碳匯功能；另一方面，廢紙的回收利用仍然將二氧化碳固定在紙產(chǎn)品中，減少了二氧化碳的排放量。因此紙產(chǎn)品在碳循環(huán)過程中具有碳儲存功能，可以減少二氧化碳的排放，是儲碳的有效載體。目前世界造紙工業(yè)，廢紙原料約占40%，我國造紙工業(yè)所利用的紙漿主要是廢紙漿，就2013年我國消耗廢紙漿5940萬噸，占紙漿消耗總量65%[2]。

2中國造紙工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的意義

2.1順應(yīng)人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要

2.1.1全球氣候變化趨勢嚴峻

當前全球氣候變暖已經(jīng)嚴重威脅到全人類的生存與發(fā)展，氣候變化和自然環(huán)境的急劇惡化已成為全球面臨的共同挑戰(zhàn)。引起全球氣候變暖的“罪魁禍首”是人類生產(chǎn)、生活等活動中排放的大量二氧化碳、甲烷等溫室氣體。造紙工業(yè)是能源密集型產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)中能源的消耗和轉(zhuǎn)化必然產(chǎn)生各種有害氣體和廢熱，加速溫室效應(yīng)的進程。造紙工業(yè)排放的廢水中含有大量的熱能，是水體熱污染的主要來源之一；排放的高溫蒸汽、廢氣是大氣熱污染的重要來源[3]。為了保護人類的共同利益，促進人類的可持續(xù)發(fā)展，減少溫室氣體成為全球的共識。國際組織以及歐美等發(fā)達國家倡導的低碳經(jīng)濟被認為是應(yīng)對氣候變暖的可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展模式。對氣候變化和自然環(huán)境的破壞，任何國家、產(chǎn)業(yè)和個人都無法獨善其身，都負有責任。我國造紙工業(yè)發(fā)展比較落后，絕大部分企業(yè)采取的是小作坊式的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，2013年小型企業(yè)占82%。我國傳統(tǒng)造紙工業(yè)對環(huán)境的破壞更加嚴重，必須實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，減少廢棄物的排放，緩解對森林生態(tài)的破壞和對環(huán)境的污染。

2.1.2國際與國內(nèi)相關(guān)法律法規(guī)的制定與實施

為了應(yīng)對全球氣候變化，國際組織及各國政府出臺了一系列的政策法規(guī)體系。1992年聯(lián)合國制定了世界上第一個為控制CO2等溫室氣體排放的國際公約——《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，要求發(fā)達國家和發(fā)展中國家為控制全球氣候變暖承擔義務(wù)，并于1994年正式生效[1]。1997年締約國又簽署了《京都議定書》，于2005年2月正式生效，該議定書進一步明確了發(fā)達國家與發(fā)展中國家CO2排放與減排指標。之后締約方還通過了《波恩政治協(xié)議》和《馬拉喀什協(xié)定》，將造林、再造林等林業(yè)活動納入清潔發(fā)展機制[1]。我國政府高度重視氣候變化問題，認真履行《氣候公約》《京都議定書》等國際公約，積極參與國際合作。2008年我國政府出臺了《中國應(yīng)對氣候變化的政策與行動》白皮書，為減緩氣候變化制定了政策和行動方案。2009年進一步明確承諾到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值溫室氣體排放比2005年下降40%～45%[4]。2007年我國頒布的《造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》就要求“造紙產(chǎn)業(yè)布局要充分考慮纖維資源、水資源、環(huán)境容量、市場需求、交通運輸?shù)葪l件，發(fā)揮比較優(yōu)勢，力求資源配置合理，與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展”[5]。2007年我國環(huán)境保護部頒布了木漿生產(chǎn)工藝、麥草漿生產(chǎn)工藝的清潔生產(chǎn)標準，2009年增加了廢紙制漿的清潔生產(chǎn)標準?？傊瑖鴥?nèi)外各類環(huán)保標準和政策對造紙工業(yè)的節(jié)能減排和環(huán)保要求都日益提高，我國造紙工業(yè)走低碳、環(huán)保、生態(tài)之路是適應(yīng)全球節(jié)能減排的需要，也是適應(yīng)人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要。

2.2我國造紙工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要契機

氣候變暖催生了低碳經(jīng)濟，并引領(lǐng)了新一輪的工業(yè)革命浪潮，為我國造紙工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了重要契機。發(fā)展低碳經(jīng)濟有利于造紙產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，有利提高經(jīng)濟效益；有利于造紙工業(yè)從依靠能源消耗和廉價勞動力向依靠科技進步的轉(zhuǎn)變。發(fā)達國家的造紙工業(yè)已經(jīng)具備極為成熟的現(xiàn)代化造紙工業(yè)生產(chǎn)模式，已經(jīng)擁有較為成熟的低碳設(shè)備和技術(shù)，在節(jié)能減排和發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)方面也有很多豐富的經(jīng)驗，為我國傳統(tǒng)造紙工業(yè)的改造革新提供了可借鑒的模式。我國造紙工業(yè)正從處于轉(zhuǎn)型升級的重要時期，應(yīng)該充分利用低碳經(jīng)濟契機，不斷學習和引進國外先進的造紙技術(shù)和設(shè)備以及先進的管理經(jīng)驗，在低碳經(jīng)濟生產(chǎn)模式上實現(xiàn)突破，促進傳統(tǒng)造紙工業(yè)向現(xiàn)代化造紙工業(yè)轉(zhuǎn)型。

2.2.1我國造紙工業(yè)規(guī)模經(jīng)濟效益有待提高

2013年在2934家規(guī)模以上造紙生產(chǎn)企業(yè)中，大中型造紙企業(yè)526家，僅占17.93%，小型企業(yè)2408家占82.07%[2]。2013年我國產(chǎn)量達到100萬噸的造紙企業(yè)僅有15家[2]，遠遠落后于世界造紙企業(yè)的平均規(guī)模。造紙工業(yè)是典型的具有規(guī)模經(jīng)濟效益的產(chǎn)業(yè)，但是我國造紙企業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)明顯無法發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢。隨著世界造紙工業(yè)技術(shù)的進步，全球自然資源和生態(tài)環(huán)境保護的要求快速提高，造紙工業(yè)規(guī)模效益被進一步強化，高度規(guī)?；?jīng)營是現(xiàn)代造紙工業(yè)的顯著特征。我國造紙企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)含量低，產(chǎn)業(yè)集中度低，難以發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟效益。2012年我國紙和紙板的利潤增長速度低于虧損額的增加速度，其中利潤同比增長僅3.61%，而造紙和紙制品的虧損總額卻增加33.44%[6]。低碳經(jīng)濟時代意味著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的到來，我國造紙工業(yè)要緊緊抓住低碳變革帶來的契機，鼓勵造紙工業(yè)企業(yè)擴大、做大，充分發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢。

2.2.2受資源和生態(tài)環(huán)境的約束越來越多

我國造紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨諸多結(jié)構(gòu)性問題，受資源和生態(tài)環(huán)境的約束越來越多。2012年我國制漿造紙及紙制品業(yè)新鮮用水量40億噸，占工業(yè)總耗新鮮用水量的8.6%，造紙工業(yè)2012年廢水排放量為34.27億噸，占全國工業(yè)廢水總排放量的16.9%，造紙工業(yè)排放廢水中化學需氧量為62萬噸，占全國工業(yè)化學需氧量總排放的20.5%，排放廢水中氨氮為2.1萬噸，占全國工業(yè)氨氮總排放量的8.7%[2]。而2012年我國造紙工業(yè)生產(chǎn)總值不到工業(yè)生產(chǎn)總值的3%；與之做出的貢獻相比，無論是水耗、廢水排放量都有些偏高。造紙工業(yè)是中國主要污染行業(yè)之一。嚴峻的現(xiàn)實迫使我國造紙產(chǎn)業(yè)必須立足于人類永續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，節(jié)約資源、保護環(huán)境，突破環(huán)境和資源瓶頸，構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。

2.3提升我國造紙產(chǎn)業(yè)國際競爭力的必然要求

低碳貿(mào)易規(guī)制必然會改變國家間的相對貿(mào)易條件并影響各國產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。我國紙漿高度依賴國際市場，紙產(chǎn)品出口市場高度集中，這種兩頭在外的貿(mào)易模式極其容易受國際市場的影響。低碳經(jīng)濟時代各種低碳規(guī)制的形成和實施勢必會影響我國造紙產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。發(fā)展低碳經(jīng)濟是提高中國造紙產(chǎn)業(yè)國際競爭力的重要途徑。

2.3.1我國造紙工業(yè)貿(mào)易競爭力弱

從2000～2011年的國際市場占有率、貿(mào)易競爭指數(shù)和相對貿(mào)易優(yōu)勢指數(shù)三個指標的計算結(jié)果來看（見表1），與德國、芬蘭等世界造紙發(fā)達國家相比，中國造紙產(chǎn)業(yè)國際競爭力偏低。從國際市場占有率來看，中國造紙產(chǎn)業(yè)的國際市場占有率在七個國家中位居倒數(shù)第二，十二年平均國際市場占有率為3.5%，一直處于低位水平，增長緩慢。從貿(mào)易競爭指數(shù)看，中國的造紙產(chǎn)業(yè)貿(mào)易競爭力指數(shù)在七個國家中是最低的，歷年貿(mào)易競爭力指數(shù)都小于0，說明其生產(chǎn)效率低于國際水平，處于競爭劣勢。主要原因在于進口規(guī)模巨大，中國紙產(chǎn)品一直處于凈進口，使得整體競爭力下降。從相對貿(mào)易優(yōu)勢指數(shù)看，中國造紙產(chǎn)業(yè)的相對貿(mào)易優(yōu)勢指數(shù)歷年均為負值，不具有國際競爭力，指標值在七個國家中最低。芬蘭、瑞典和加拿大三國造紙產(chǎn)業(yè)的相對貿(mào)易優(yōu)勢指數(shù)均為正值，顯示出強勁的國際競爭優(yōu)勢。

2.3.2低碳經(jīng)濟加劇了紙漿原料進口的不穩(wěn)定性

低碳經(jīng)濟催生了森林認證體系、美國的《雷斯法案》和歐盟的《木材及木制品規(guī)例》、“木材法案”等相關(guān)機制。隨著低碳經(jīng)濟的推進，原木主要生產(chǎn)和出口國認識到了森林資源的重要性及國際形勢，紛紛采取各類國際低碳規(guī)制限制甚至禁制原木及初加工林產(chǎn)品的出口。國際保護森林資源的各類法律機制以及各國的林業(yè)政策大大提高了紙漿原料進口成本和價格，增加了我國紙漿原料進口的不確定性。我國是世界紙漿第一進口國，紙漿對外依存度很高。2013年進口紙漿占全國紙漿消耗總量的42%，進口木漿占木漿消耗量的62%，進口廢紙占廢紙漿消耗量40%[2]。受國內(nèi)造紙工業(yè)發(fā)展的強大需求驅(qū)動，當前我國對國際紙漿的依賴性短期內(nèi)難以改變，低碳經(jīng)濟加劇了我國紙漿原料進口的不穩(wěn)定性?！扒蓩D難為無米之炊”，紙漿原料的緊缺是制約中國造紙工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。我國制漿設(shè)備、技術(shù)管理經(jīng)驗等也高度依賴國際市場，不利于造紙工業(yè)國際競爭力的提升。

2.3.3低碳貿(mào)易規(guī)制不利于中國紙產(chǎn)品的出口

短短幾年低碳貿(mào)易保護主義盛行，除了森林認證體系外，各國政府還逐步推行碳標簽、碳關(guān)稅等碳壁壘，使國際貿(mào)易環(huán)境更加復雜多變，對中國造紙工業(yè)產(chǎn)生深遠影響。森林認證體系認可計劃（PEFC）中的產(chǎn)銷監(jiān)管鏈認證（COC）系統(tǒng)主要是對林產(chǎn)品的原料采集——加工——配制等全部過程進行跟蹤。到2013年5月，由PEFC認證體系認證的企業(yè)數(shù)為9816家，其中法國的COC認證的企業(yè)數(shù)量最多，共2062家，占所認證企業(yè)數(shù)的21.01%；中國僅有185家①。可見我國COC認證的企業(yè)數(shù)量遠低于發(fā)達國家，使出口紙產(chǎn)品所使用的木材合法性證明實踐操作面臨困境。森林認證體系的推行將直接影響我國林紙產(chǎn)品的出口貿(mào)易。英國等十幾個國家已經(jīng)開始推出碳標簽，泰國2009年要求對紙和紙箱類的產(chǎn)品貼上碳標簽。碳標簽的推行將增加我國造紙企業(yè)的認證成本，對企業(yè)的生產(chǎn)、貿(mào)易和物流等造成巨大的壓力，不利于我國整個造紙產(chǎn)業(yè)的出口貿(mào)易。歐美發(fā)達國家積極倡導征收碳關(guān)稅，而我國紙產(chǎn)品出口市場主要集中于日本、歐美國家，更容易遭受低碳貿(mào)易摩擦。

3中國造紙工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的對策建議

3.1加強造紙纖維原料的管理造紙纖維資源長期相對缺乏是制約我國造紙工業(yè)發(fā)展的最主要的瓶頸，加強纖維原料的供應(yīng)和管理是我國造紙工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的首要條件。首先，要積極推行林紙一體化的發(fā)展模式，實現(xiàn)林業(yè)與造紙產(chǎn)業(yè)的良性互動發(fā)展，真正實現(xiàn)低碳化的生產(chǎn)經(jīng)營模式。林紙一體化將“育林固碳”和“育林造紙”有機結(jié)合起來，可以增加碳匯、減少碳源，提高造紙產(chǎn)業(yè)的碳生產(chǎn)率，是國際造紙業(yè)普遍推行的一種產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。國際造紙發(fā)達國家的實踐經(jīng)驗證明造紙工業(yè)實行林紙一體化，是實現(xiàn)造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。國外造紙原料供給市場逐步萎縮，我國必須大力發(fā)展林漿紙一體化工程，大力營造速生豐產(chǎn)林，增加造紙纖維原料的供應(yīng)，實現(xiàn)原料資源自給自足，改變嚴重依賴海外紙漿市場的局面，保證造紙產(chǎn)業(yè)的獨立發(fā)展。造紙企業(yè)還可以加強與農(nóng)戶、林場、農(nóng)業(yè)合作社及原料企業(yè)合作，加強合作伙伴的關(guān)系，確保纖維供應(yīng)的可持續(xù)性。發(fā)展造紙企業(yè)+專業(yè)合作社+農(nóng)戶的新型的經(jīng)營格局，為造紙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的纖維資源。第二，加強境外木材纖維的管理。我國造紙纖維原料對外依存度偏高，我們應(yīng)該采取進口來源多樣化及訂立長期合同等采購方式，來規(guī)避和減輕國際紙漿供應(yīng)不穩(wěn)定，紙漿價格上漲等帶來的不利影響。國家應(yīng)扶持造紙工業(yè)對外直接投資，以獲取國外森林采伐權(quán)和宜林地經(jīng)營權(quán)為主要方式，建立海外工業(yè)原料林基地，從而保障林木資源供給的安全性和合法性，減少低碳貿(mào)易規(guī)則等引起的貿(mào)易摩擦。第三，提高廢紙回收利用率。當前我國造紙工業(yè)所利用的紙漿主要是廢紙漿，就2013年我國消耗廢紙漿5940萬噸，占紙漿消耗總量65%[2]。從我國國情和國際造紙工業(yè)發(fā)展經(jīng)驗來看，提高廢紙回收率和廢紙利用率是實現(xiàn)中國造紙工業(yè)低碳經(jīng)濟的有效途徑。我國應(yīng)該加快制定廢紙回收分類標準，建立廢紙回收系統(tǒng)，加大廢紙回收力度，提高廢紙回收率和利用率。

3.2大力推行節(jié)能減排與清潔生產(chǎn)方式

節(jié)能減排是我國造紙工業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型最直接、最有效的途徑。我國絕大部分造紙企業(yè)采用傳統(tǒng)造紙生產(chǎn)經(jīng)營模式，是耗能和耗水大戶，也是污染大戶，節(jié)能減排空間大。我國造紙工業(yè)應(yīng)該從低碳的高度來審視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國際競爭力的提升，鼓勵造紙企業(yè)著力開發(fā)節(jié)約纖維原料資源、水資源以及能源資源的節(jié)能技術(shù)，創(chuàng)新廢水、廢渣等廢棄物回收利用技術(shù)，降低碳源，提高低碳經(jīng)濟效益。造紙企業(yè)的科技創(chuàng)新不僅要攻克節(jié)能減排的某個環(huán)節(jié)，更應(yīng)該在纖維原料的培育、制漿、漂白、抄紙等整個制漿造紙價值鏈上進行一系列的技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)整個價值鏈的碳循環(huán)。一方面我國造紙企業(yè)要加大造紙工業(yè)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)力度，加強產(chǎn)學研合作，實現(xiàn)造紙節(jié)能減排技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)的突破，促進造紙工業(yè)向低碳造紙轉(zhuǎn)型。另一方面我國造紙企業(yè)可以通過引進造紙發(fā)達國家先進的節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)的設(shè)備和技術(shù)等，最大限度地降低制漿造紙原料的消耗，減少廢棄物的排放，降低碳源。政府部分應(yīng)該出臺相關(guān)法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策，從政策、資金等各方面鼓勵傳統(tǒng)造紙企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，積極實施和推廣節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)方式，走低碳造紙之路。

3.3科技創(chuàng)新是根本

科技創(chuàng)新是我國造紙工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的根本和關(guān)鍵?？萍嫉陌l(fā)達程度決定了一國或一個產(chǎn)業(yè)的競爭力水平，誰掌握了先進的低碳技術(shù)，誰就擁有核心競爭力。我國造紙工業(yè)能耗大、污染大的最主要原因是我國造紙裝備和技術(shù)水平低，創(chuàng)新能力弱?，F(xiàn)代造紙工業(yè)是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，對技術(shù)的要求很高，制漿造紙企業(yè)的裝備水平和技術(shù)創(chuàng)新能力直接決定了制漿造紙的技術(shù)工藝的選擇以及產(chǎn)出效率和污染排放水平。因此造紙機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平直接影響造紙工業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。隨著纖維原料、勞動力等生產(chǎn)要素成本的不斷上升，以及國內(nèi)外消費者對紙產(chǎn)品品質(zhì)要求日益增強，我國造紙產(chǎn)業(yè)必須提高勞動生產(chǎn)效率、提升資源的利用效率、改進產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)流程。以上活動的改進與提升，均需造紙機械業(yè)的發(fā)展為其提供可靠設(shè)備保障和技術(shù)支撐。我國的造紙機械業(yè)發(fā)展滯后，與國際造紙發(fā)達國家相差甚遠。我國政府應(yīng)通過財政補貼、稅收優(yōu)惠、研發(fā)項目扶持等途徑，加大制漿造紙機械業(yè)的研發(fā)投入力度，最終實現(xiàn)造紙工業(yè)企業(yè)的國際競爭方式由產(chǎn)品競爭轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)鏈的競爭。近年來許多紙制品市場被網(wǎng)絡(luò)等新媒體分割，市場競爭日益殘酷。造紙工業(yè)應(yīng)該加快技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)，擴大空間進一步細分產(chǎn)品，推出多樣化的產(chǎn)量高、成本低的紙產(chǎn)品及附加值更高的利基產(chǎn)品，以便更好地滿足消費者現(xiàn)有和未來的需求。比如，開發(fā)具有識別和追蹤產(chǎn)品與物流等功能的“智能紙張”，取代不利于環(huán)境保護的包裝材料，引導國內(nèi)外新的紙張消費需求。國家應(yīng)該積極出臺各類科技創(chuàng)新的激勵機制，加快造紙產(chǎn)業(yè)低碳化步伐，提高造紙產(chǎn)業(yè)低碳國際競爭力。

3.4國家要加強森林認證體系和碳交易市場的建設(shè)

擁有認證成為造紙企業(yè)競相追逐的目標，然而想獲得綠色認證并不容易。中國是世界造紙大國，國內(nèi)林紙行業(yè)規(guī)模巨大，2012年產(chǎn)量位居世界第一，但是我國缺乏與之相匹配的森林認證體系和標準。2009年成立的中林天合森林認證中心是我國首家森林認證機構(gòu)。作為林業(yè)大國和造紙大國，我國應(yīng)該選擇適合自己國情和森林狀況的認證制度，并積極與世界各類認證體系進行合作，謀求互相認可，與國際接軌，為林業(yè)、制漿造紙業(yè)提供世界認可的認證標準。低碳經(jīng)濟時代紙產(chǎn)品沒有低碳標簽將會失去國際競爭優(yōu)勢。因此，國家應(yīng)該建立林產(chǎn)品監(jiān)管系統(tǒng)，記錄和追蹤造紙原料的來源、運輸和銷售或出口的全過程。為造紙企業(yè)提供合法有效認證的同時，應(yīng)積極主動降低森林認證的成本。森林認證體系和紙產(chǎn)品“低碳”認證制度的加強可以促進我國造紙產(chǎn)業(yè)積極參與全球競爭，為進出口貿(mào)易清除障礙，提高國際競爭力。造紙原料林的建設(shè)能夠吸收二氧化碳，具有固碳功能；制漿造紙廢棄物可以回收利用，減少碳源；紙產(chǎn)品具有儲碳功能，整個制漿造紙的價值鏈就是一個碳循環(huán)過程。碳交易市場和規(guī)制的建立能夠凸顯造紙工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟的優(yōu)勢。我國應(yīng)該從低碳經(jīng)濟的高度去審視我國的造紙工業(yè)，構(gòu)建推動制定有利發(fā)展低碳造紙產(chǎn)業(yè)的“碳交易”政策法規(guī)。通過建立碳交易市場和規(guī)則將造紙原料林的固碳功能、紙產(chǎn)品的儲碳功能通過市場價格的形式轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，實現(xiàn)林紙一體化、育林造紙的低碳經(jīng)濟效益，增強造紙企業(yè)發(fā)展低碳造紙的動力。

作者：邱曉蘭1 余建輝2 單位：1. 福建農(nóng)林大學金山學院 2. 福建農(nóng)林大學經(jīng)濟學院